KR20130035887A - High frequency power supply device - Google Patents

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KR20130035887A
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다이스케 마에하라
마사오 우메하라
사토루 하마이시
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가부시키가이샤 다이헨
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Abstract

PURPOSE: A high frequency power supply device is provided to prevent a change generation in the mean value of high frequency power in case a high frequency power is supplied as a load in a different high frequency power supply device and prevent the degradation of an output control through the performance of the output control for evenly maintaining the mean value of high frequency power. CONSTITUTION: A high frequency power supply device includes a high frequency power generating unit(4) comprised in order to output a high frequency power for supplying to a load; a high frequency power detecting unit(801) detecting the mean value of high frequency power which is a control object in the output side of the high frequency power generating unit; an activation amount calculating unit(802) comprised in order to calculate an activation amount for maintaining the detected mean value of high frequency power in a set value; and a control part(8) including a control signal output unit(803) comprised in order to output a control signal given to the high frequency power generating unit. [Reference numerals] (1) Commercial power supply; (10) Power change period detecting unit; (11) Control period setting means; (2) DC power supply unit; (20) Different frequency power supply source; (201) Rectifier circuit; (202) Inverter; (203) Rectifier and smoothing circuit; (3) High frequency power amplifying unit; (4) High frequency power generating unit; (5) Directional coupler; (6) Impedance matching unit; (7) Load; (8) Control part; (801) High frequency power detecting unit; (802) Duty ratio calculating unit(activation amount calculating unit); (803) Control signal output unit; (804) Timing controller; (AA) Power setting value;

Description

고주파 전력 공급 장치{HIGH FREQUENCY POWER SUPPLY DEVICE} [0001] HIGH FREQUENCY POWER SUPPLY DEVICE [0002]

2011년 9월 30일자 일본 특허 출원 제 2011-217628의 명세서, 도면 및 청구 범위를 포함하는 본 공개는 그 전체가 참조에 의해 여기에 통합된다.The disclosure, including the specification, drawings and claims of Japanese Patent Application No. 2011-217628 dated September 30, 2011, is hereby incorporated by reference in its entirety.

본 발명은 반도체 또는 액정에 있어서 플라즈마를 이용하여 박막 형성, 표면 재형성 또는 박막 제거(에칭 또는 에싱(ashing)) 처리를 수행하는 플라즈마 처리 장치 등의 플라즈마 부하에 고주파 전력을 공급하기에 적절한 고주파 전력 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma processing apparatus and a plasma processing apparatus which perform thin film formation, surface reformation or thin film removal (etching or ashing) processing using a plasma in a semiconductor or a liquid crystal and a high frequency power Supply device.

예컨대 특허 문헌 1에 개시된 것과 같이 플라즈마 부하 등에 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 장치는, 미리 결정된 동작량(예컨대, DC/DC 컨버터에 의해 수행되는 PWM 제어의 듀티비)에 의해 출력을 제어할 수 있는 DC 전력 공급부, 전력 공급 전압으로서 DC 전력 공급부의 출력 전압을 사용하여 부하에 공급되는 고주파 전력을 생성하는 고주파 전력 증폭부를 가지는 고주파 전력 생성부 및 고주파 전력 생성부를 제어하는 제어부를 포함한다.For example, as disclosed in Patent Document 1, a high-frequency power supply apparatus for supplying a high-frequency power to a plasma load or the like can control the output by a predetermined operation amount (for example, a duty ratio of PWM control performed by a DC / DC converter) And a control unit for controlling the high-frequency power generating unit and the high-frequency power generating unit, the high-frequency power generating unit having a high-frequency power amplifying unit for generating a high-frequency power to be supplied to the load using the output voltage of the DC power supply unit as a power supply voltage.

DC 전력 공급부는, 예컨대, 상용 전력 공급의 출력을 DC 출력으로 변환하는 정류 회로(컨버터), 정류 회로의 출력을 AC 전압으로 변환하는 인버터 및 인버터의 출력을 정류하고 평활하는 정류 및 평활 회로를 가지는 DC/DC 컨버터를 포함한다.The DC power supply section includes, for example, a rectifier circuit (converter) for converting the output of the commercial power supply into a DC output, an inverter for converting the output of the rectifier circuit to an AC voltage, and a rectifying and smoothing circuit for rectifying and smoothing the output of the inverter DC / DC converter.

고주파 전력 증폭부는 전력 공급 전압으로서 DC 전력 공급부의 출력 전압을 사용하여 고주파 신호를 증폭하는 전력 증폭기 및 DC 전력 공급부의 출력을 고주파 출력으로 변환하는 인버터를 포함한다. DC 전력 공급부 및 고주파 전력 증폭부로 구성되는 고주파 전력 생성부에서 얻은 고주파 전력은, 임피던스 정합부를 통해 플라즈마 부하와 같은 부하에 필요에 따라 공급된다.The high-frequency power amplifier includes a power amplifier for amplifying a high-frequency signal using an output voltage of the DC power supply as a power supply voltage, and an inverter for converting the output of the DC power supply into a high-frequency output. The high frequency power obtained by the high frequency power generating section constituted by the DC power supply section and the high frequency power amplifying section is supplied to a load such as a plasma load through the impedance matching section as necessary.

고주파 전력 생성부를 제어하는 제어부는, 각 제어기간 동안 제어의 대상이 되는 고주파 전력을 얻기 위하여 각각의 설정제어기간 동안 오는 타이밍인 각 검출 타이밍에 고주파 전력 생성부의 출력 측에서 고주파 전력의 레벨을 검출하고 대상이 되는 고주파 전력의 평균값으로서 최근 n(n은 2이상의 정수) 검출 타이밍에서 검출된 n 검출 데이터로부터 계산된 이동 평균값을 검출하는 고주파 전력 검출부; 고주파 전력 생성부의 동작량으로서 고주파 전력 생성부에서 출력된 고주파 전력의 레벨을 결정하기 위한 변수의 크기를 설정하고 고주파 전력 검출부에 의해 검출되고 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값을 설정값으로 유지하기 위해 필요한 동작량을 계산하는 동작량 계산부; 및 동작량 계산부에 의해 계산된 동작량으로서 고주파 전력 생성부의 동작량을 취하기 위해 고주파 전력 생성부에 주어진 제어 신호를 각 제어기간 동안 출력하는 제어 신호 출력부를 포함한다.The control unit for controlling the high-frequency power generation unit detects the level of the high-frequency power at the output side of the high-frequency power generation unit at each detection timing, which is the timing that comes during each setting control period, to obtain the high- A high frequency power detection unit for detecting a moving average value calculated from n detection data detected at n (n is an integer of 2 or more) detection timing as an average value of the subject high frequency power; The magnitude of a variable for determining the level of the high-frequency power output from the high-frequency power generation unit is set as the operation amount of the high-frequency power generation unit, and the average value of the high-frequency power detected by the high- An operation amount calculation unit for calculating an operation amount required for the operation; And a control signal output section for outputting a control signal given to the high-frequency power generation section for each control period in order to take an operation amount of the high-frequency power generation section as the operation amount calculated by the operation amount calculation section.

고주파 전력 생성부의 동작량은, DC 전력 공급부의 출력 또는 고주파 전력 증폭부(3)를 구성하는 전력 증폭기의 이득을 결정하는 변수이다. 예컨대, DC 전력 공급부가 상기 기재된 구성을 가지는 DC/DC 컨버터로 구성되는 경우, 정류 회로의 출력을 AC 전압으로 변환하는 인버터의 PWM 제어의 듀티비는 동작량이 될 수 있다. The operation amount of the high-frequency power generation unit is a variable that determines the output of the DC power supply unit or the gain of the power amplifier constituting the high-frequency power amplification unit 3. [ For example, when the DC power supply unit is constituted by a DC / DC converter having the configuration described above, the duty ratio of the PWM control of the inverter for converting the output of the rectification circuit to the AC voltage may be an operation amount.

고주파 전력 공급 장치의 출력을 설정값으로 유지하기 위한 제어를 수행하는 경우, 제어기간에 검출되고 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 레벨(순시값)을 설정값으로 유지하기 위한 제어는 수행되지 않지만 고주파 전력 공급 장치의 출력 레벨의 평균값을 검출하고 이 평균값을 설정값으로 유지하기 위한 제어는 수행된다. 이를 위한 방법으로, 고주파 전력 생성부를 제어하는 방법이 각 제어기간 동안 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 레벨을 검출하고, 고주파 전력의 평균값으로서 최근 검출 데이터로부터 얻은 고주파 전력의 레벨의 이동 평균값을 고려하며, 이 평균값을 설정값으로 유지하기 위해 사용된다.In the case of performing the control for maintaining the output of the high-frequency power supply device at the set value, the control for maintaining the level (instantaneous value) of the high-frequency power that is detected during the control period and is the object of the control at the set value is not performed, The control for detecting the average value of the output level of the power supply device and maintaining the average value at the set value is performed. As a method for this, a method of controlling the high-frequency power generation unit detects the level of the high-frequency power to be controlled during each control period and considers the moving average value of the level of the high-frequency power obtained from the latest detection data as the average value of the high- , And is used to maintain this average value at the set value.

반도체 또는 액정과 같은 작업물(work piece)에 있어서 플라즈마를 사용하여 다양한 종류의 처리를 수행하는 플라즈마 처리 장치에서, 플라즈마는 처리실에 설치된 전극들 간에 고주파 전력을 적용하여 생성되고, 플라즈마에 바이어스 전력을 주기 위한 고주파 전력 공급 장치가, 처리의 소형화 및 증속(speedup)을 계획할 필요성으로 인해 플라즈마를 생성하기 위한 고주파 전력 외에 이온 에너지 제어 등의 제어와 같은 다양한 종류의 제어를 수행할 필요가 있다. 플라즈마를 생성하는 고주파 전력을 공급하기 위한 고주파 전력 공급 장치 및 바이어스를 위한 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급 장치는 상이한 주파수를 갖는다. 예컨대, 플라즈마를 생성하는 고주파 전력을 생성하기 위한 고주파 전력의 출력 주파수는 수십 내지 수백 MHz에 인접한 주파수 범위에 있으며, 바이어스를 위한 고주파 전력을 생성하기 위한 고주파 전력의 출력 주파수는 수십 kHz 내지 수 MHz의 비교적 낮은 주파수 범위에 있다. 도 7에 도시된 대로, 특허문헌 1에서, 상이한 출력 주파수를 가지는 제 1 및 제 2 고주파 전력 공급 장치(A, B)로부터의 전력을 플라즈마 부하(C)에 공급받기 위한 전력 공급 시스템이 도시된다.In a plasma processing apparatus that performs various kinds of processing using plasma in a workpiece such as a semiconductor or a liquid crystal, plasma is generated by applying a high frequency power between electrodes provided in the processing chamber, and a bias power is applied to the plasma It is necessary to perform various kinds of control such as control of ion energy control and the like in addition to high frequency power for generating plasma due to the necessity of planning the miniaturization and speedup of the process. A high-frequency power supply for supplying a high-frequency power for generating a plasma and a high-frequency power supply for supplying a high-frequency power for a bias have different frequencies. For example, the output frequency of high-frequency power for generating a high-frequency power for generating plasma is in a frequency range adjacent to several tens to several hundreds of MHz, and the output frequency of high-frequency power for generating high- It is in a relatively low frequency range. As shown in Fig. 7, in Patent Document 1, a power supply system for receiving power from the first and second high-frequency power supply devices A and B having different output frequencies to the plasma load C is shown .

플라즈마 부하(C)와 같은 부하에 고주파 전력을 공급하기 위한 전력 공급 시스템은, 비변조 연속 전압 파형을 갖는 고주파 전력을 부하(C)에 공급할 수 있거나 부하 측의 수요에 의해 펄스 파형을 통해 변조 전압 파형을 가지는 고주파 전력을 공급할 수 있다.The power supply system for supplying the high-frequency power to the load such as the plasma load C can supply the high-frequency power having the non-modulated continuous voltage waveform to the load C, Frequency power having a waveform can be supplied.

특허문헌 1: 일본 특허 출원 공개 번호 2009-238516APatent Document 1: Japanese Patent Application Publication No. 2009-238516A

도 7에 도시된 바에 따라 제 1 고주파 전력 공급 장치(A) 및 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)가 플라즈마 부하(C)에 전력을 동시에 공급하기 위해 설치되는 시스템에서, 출력 주파수가 f1(예컨대, f1=3.2MHz)이며 전압 V1이 연속 파형(비변조 파형)을 형성하는 대략 일정한 레벨의 고주파 전력은 도 8a에 도시된 바에 따라 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)에서 플라즈마 부하(C)로 공급될 수 있으며, 출력 주파수가 f2(예컨대, f2=60MHz)이며 고주파 전력이 주파수 f3(예컨대, f3은 10kHz 내지 90kHz)를 가지는 펄스 파형으로 변조되기 때문에 전압 V1의 레벨이 각 기간 T3(f는 1/f3)마다 변하는 고주파 전력은 도 8b에 도시된 바에 따라 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)에서 플라즈마 부하(C)로 공급될 수 있다. 이 경우, 변동(저 주파수의 낮은 레벨 변화)이 연속 파형의 고주파 전력을 출력하는 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 출력의 평균값에서 일어날 수 있다.In a system in which the first high-frequency power supply device A and the second high-frequency power supply device B are installed to simultaneously supply power to the plasma load C as shown in Fig. 7, frequency f1 = 3.2 MHz) and a substantially constant level of high frequency power at which the voltage V1 forms a continuous waveform (non-modulated waveform) is converted from the first high frequency power supply A to the plasma load C Since the output frequency is f2 (for example, f2 = 60 MHz) and the high frequency power is modulated into a pulse waveform having frequency f3 (for example, f3 is 10 kHz to 90 kHz) 1 / f3 may be supplied to the plasma load C from the second high-frequency power supply B as shown in Fig. 8B. In this case, the fluctuation (low level change of the low frequency) can occur at the average value of the output of the first high-frequency power supply device A that outputs the high-frequency power of the continuous waveform.

도 7에 도시된 전력 공급 시스템에서, 연속 파형(비변조 파형)의 고주파 전력은 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)에서 플라즈마 부하(C)로 공급될 수 있으며, 펄스 변조된 고주파 전력은 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)에서 플라즈마 부하(C)로 공급될 수 있다. 이 경우, 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)에서 플라즈마 부하(C)에 주어진 고주파 전력의 변조된 주파수가 변할 경우, 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 출력을 설정값으로 유지하기 위한 출력제어의 정확도(accuracy)가 악화될 수 있다.In the power supply system shown in Fig. 7, the high frequency power of the continuous waveform (non-modulated waveform) can be supplied to the plasma load C from the first high frequency power supply device A, and the pulse modulated high frequency power is supplied to the second And may be supplied to the plasma load C from the high-frequency power supply device B. [ In this case, when the modulated frequency of the high-frequency power given to the plasma load C changes in the second high-frequency power supply device B, the output control for maintaining the output of the first high- The accuracy of the measurement may be deteriorated.

높은 정확도에서 반도체 등의 미세 처리를 수행하기 위해, 플라즈마 부하에 공급되는 고주파 전력의 평균값을 설정 값으로 유지하기 위한 제어를 높은 정확도에서 수행할 필요가 있으므로, 부하에 공급되는 고주파 전력(평균값)의 변화 또는 출력 제어의 정확도의 악화를 되도록 피할 필요가 있다.It is necessary to perform control for maintaining the average value of the high-frequency power supplied to the plasma load at a set value in order to perform fine processing of the semiconductor or the like with high accuracy. Therefore, the high- It is necessary to avoid the deterioration of the accuracy of the change or output control.

도 7에 도시된 바에 따라, 본 발명에 따른 고주파 전력 공급 장치는, 고주파 전력을 부하(C)에 동시에 공급하는 복수의 고주파 전력 공급 장치들 사이에 연속 파형(비변조 파형)의 고주파 전력을 생성하는 고주파 전력 공급 장치이다.7, the high-frequency power supply device according to the present invention generates high-frequency power of a continuous waveform (non-modulated waveform) between a plurality of high-frequency power supply devices that simultaneously supply high-frequency power to the load C Frequency power supply device.

본 발명의 목적은, 일정한 평균값을 가지는 연속 파형의 고주파 전력을 부하에 공급하는 고주파 전력 공급 장치에서 펄스 파형 등에 의해 변조되는 고주파 전력이 다른 고주파 전력 공급 장치에서 부하로 공급되는 경우, 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값에서 변동이 발생되는 것을 방지하고, 출력 측으로부터 탐지되고 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값을 일정하게 유지하기 위한 출력 제어의 수행을 통해 출력 제어의 정확도가 악화되는 것을 방지하는 것이다.An object of the present invention is to provide a high-frequency power supply apparatus that supplies high-frequency power of a continuous waveform having a constant average value to a load, in which, when high-frequency power modulated by a pulse waveform or the like is supplied to a load from another high- Frequency power is prevented from being fluctuated and the accuracy of the output control is prevented from being deteriorated by performing the output control for keeping the average value of the high-frequency power detected from the output side and being the target of the control constant will be.

본 발명은 부하에 공급될 고주파 전력을 출력하도록 구성되는 고주파 전력 생성부, 및 고주파 전력 생성부의 출력 측에서의 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값을 검출하고 고주파 전력의 검출된 평균값을 설정값에 유지하기 위해 고주파 전력 생성부를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하는 고주파 전력 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high-frequency power generation apparatus, comprising a high-frequency power generation unit configured to output a high-frequency power to be supplied to a load, and a high-frequency power generation unit configured to detect an average value of high-frequency power to be controlled at an output side of the high- And a control section configured to control the high-frequency power generation section for the high-frequency power supply section.

본 발명에 따른 고주파 전력 공급 장치에서, 제어부는, 검출 타이밍으로서의 각 제어기간(Tc)에 오는 타이밍에서 제어의 대상이 되는 고주파 전력을 얻기 위해 검출의 대상이 될 필요가 있는 고주파 전력의 레벨의 검출 데이터를 얻고, 최근 n 검출 타이밍에서 얻어진 n 검출 데이터(n은 2 이상의 정수)로부터 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 이동 평균값을 얻으며, 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값으로서 이동 평균값을 설정하여 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값을 검출하도록 구성되는 고주파 전력 검출부; 고주파 전력 생성부의 동작량으로서 고주파 전력 생성부로부터 출력된 고주파 전력의 레벨을 결정하기 위한 변수의 크기를 설정하고 고주파 전력 검출부에 의해 검출되고 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값을 설정값에 유지할 필요가 있는 동작량을 계산하도록 구성되는 동작량 계산부; 및 각 제어기간에 동작량 계산부에 의해 계산되는 동작량에 고주파 전력 생성부에 주어질 제어 신호를 출력하도록 구성되는 제어 신호 출력부를 포함한다.In the high-frequency power supply apparatus according to the present invention, the control unit detects the level of the high-frequency power that needs to be the target of detection in order to obtain the high-frequency power to be controlled at the timing that comes to each control period (Tc) The moving average value of the high frequency power to be detected is obtained from the n detection data (n is an integer of 2 or more) obtained at the latest n detection timing, and the moving average value is set as the average value of the high frequency power to be detected, A high frequency power detection unit configured to detect an average value of high frequency electric power to be subjected to the detection; It is necessary to set the magnitude of a variable for determining the level of the high-frequency power output from the high-frequency power generation section as the operation amount of the high-frequency power generation section and to maintain the average value of the high- frequency power detected by the high- An operation amount calculation unit configured to calculate an operation amount of the vehicle; And a control signal output unit configured to output a control signal to be given to the high-frequency power generation unit to an operation amount calculated by the operation amount calculation unit in each control period.

본 발명에 따라, 전력 변화기간 검출부는, 전력 변화기간(Tz)으로서 다른 고주파 전력 공급 장치로부터 부하에 주어지는 고주파 전력의 레벨의 주기적 변화로 인한 고주파 전력 생성부의 출력 측에서 검출되는 고주파 전력의 레벨 변화기간을 검출하도록 구성되며, 제어기간 설정부는 전력 변화기간 검출부에 의해 검출되는 전력 변화기간(Tz)에 따라 적정값에 제어기간(Tc)을 설정하도록 구성된다.According to the present invention, the power variation period detecting unit is configured to detect the level change of the high-frequency power detected at the output side of the high-frequency power generating unit due to the periodic change of the level of the high-frequency power applied to the load from the other high- And the control period setting unit is configured to set the control period Tc to an appropriate value in accordance with the power change period Tz detected by the power change period detection unit.

본 발명에 따라, 제어의 대상이 되는 고주파 전력은 진행파 전력 또는 진행파 전력으로부터 반사파 전력을 빼서 얻은 유효 전력이 될 수 있다. 검출의 대상이 되는 고주파 전력은 제어의 대상이 되는 고주파 전력에 의존하여 결정된다. 유효 전력이 제어의 대상이 되는 경우, 진행파 전력 및 반사파 전력은 검출의 대상이 되지만, 반면에 진행파 전력이 제어의 대상이 되는 경우 오직 진행파 전력만이 검출의 대상이 된다.According to the present invention, the high frequency power to be controlled can be the active power obtained by subtracting the reflected wave power from the progressive wave power or traveling wave power. The high-frequency power to be detected is determined depending on the high-frequency power to be controlled. When the active power is to be controlled, the progressive wave power and the reflected wave power are to be detected. On the other hand, when the progressive wave power is to be controlled, only the progressive wave power is detected.

연속 파형을 가지는 고주파 전력이 고주파 전력 공급 장치에서 부하로 공급되는 경우에, 펄스 파형 등을 통해 고주파 전력의 변조로 인해 레벨이 주기적으로 변화되는 고주파 전력이 다른 고주파 전력 공급 장치로부터 부하에 적용된다면, 연속 파형을 갖는 고주파 전력을 출력하는 고주파 전력 공급 장치의 출력 측에서 검출되는 고주파 전력에서 주기적 레벨 변화가 일어난다. 상기 기재된 대로, 고주파 전력 공급 장치의 출력 측에서 검출되는 고주파 전력에서 주기적 레벨 변화가 일어나는 경우에, 제어기간이 레벨 변화기간(전력 변화기간)에 따른 적정 값을 가지지 않는다면, 변동은, 연속 파형(비변조 파형)을 가지는 고주파 전력을 출력하는 고주파 전력 생성장치의 출력에서 일어날 수 있다. 이러한 상태는 제어기간 및 전력 변화기간 사이의 차이가 간소한 차이일 때 발생한다. 해당 기술에서의 고주파 전력 공급 장치에 있어서, 제어기간이 일정하도록 설정되기 때문에, 다른 고주파 전력 공급 장치에서 부하로 공급되는 고주파 전력의 변조 주파수가 변화되어서 고주파 전력 생성부의 출력 측으로부터 검출되는 고주파 전력에서 일어나는 레벨 변화의 기간(Tz)이 변할 때 제어기간(Tc)의 값은 때때로 전력 변화기간(Tz)의 값에 접근한다면, 변동은 고주파 전력 생성부의 출력에서 일어날 수 있다.If the high frequency power having a continuous waveform is supplied to the load from the high frequency power supply apparatus and the high frequency power whose level is periodically changed due to the modulation of the high frequency power through the pulse waveform or the like is applied to the load from another high frequency power supply apparatus, A periodic level change occurs in the high frequency power detected at the output side of the high frequency power supply device which outputs the high frequency power having the continuous waveform. If the control period does not have an appropriate value according to the level change period (power change period) in the case where a periodic level change occurs in the high-frequency power detected at the output side of the high-frequency power supply device as described above, Frequency power generating device that outputs high-frequency power having a non-modulated waveform). This condition occurs when the difference between the control period and the power change period is a simple difference. In the high-frequency power supply device in the related art, since the control period is set to be constant, the modulation frequency of the high-frequency power supplied to the load from the other high-frequency power supply device is changed so that the high-frequency power detected from the output side of the high- If the value of the control period Tc sometimes approaches the value of the power change period Tz when the period Tz of the rising level change is changed, the fluctuation can occur at the output of the high frequency power generation section.

본 발명에 따라, 전력 변화기간 검출부는, 전력 변화기간(Tz)으로서 다른 고주파 전력 공급 장치로부터 부하에 주어지는 고주파 전력의 레벨의 주기적 변화로 인한 고주파 전력 생성부의 출력 측에서 검출되는 고주파 전력의 레벨 변화기간을 검출하도록 구성되며, 제어기간 설정부는 검출된 전력 변화기간(Tz)에 따라 적정값에 제어기간(Tc)을 설정하도록 구성되므로, 제어기간(Tc)은 전력 변화기간(Tz)에 대한 적정값으로 설정될 수 있으며 제어기간과 전력 변화기간이 서로 근접해 지는 것이 방지된다. 따라서, 연속 파형을 가지는 고주파 전력을 출력하는 고주파 전력 생성장치의 출력에서 변동이 일어나는 것이 방지된다. 게다가, 제어기간은 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값과 참 평균값 간 오류를 줄이기 위해 설정될 수 있으므로, 출력제어의 정확도의 악화는 방지될 수 있다. 본 기재에서, 제어기간의 "적정값"은 단일값(sole value)을 의미하기보다는, 고주파 전력의 이동 평균값과 참 평균값 간의 오류가 허용가능한 범위 내에서 유지될 수 있는 적정 범위 내에 포함되는 평균값을 의미한다.According to the present invention, the power variation period detecting unit is configured to detect the level change of the high-frequency power detected at the output side of the high-frequency power generating unit due to the periodic change of the level of the high-frequency power applied to the load from the other high- And the control period setting unit is configured to set the control period Tc to an appropriate value in accordance with the detected power change period Tz so that the control period Tc is set to be appropriate for the power change period Tz And the control period and the power variation period are prevented from approaching each other. Therefore, fluctuations are prevented from occurring in the output of the high-frequency power generating apparatus that outputs the high-frequency power having the continuous waveform. In addition, since the control period can be set to reduce the error between the moving average value and the true average value of the high-frequency power detected by the high-frequency power detecting section, the deterioration of the accuracy of the output control can be prevented. In the present description, the "appropriate value" of the control period does not mean a sole value, but rather an average value included within a suitable range where errors between the moving average value and the true average value of the high- it means.

제어기간(Tc)의 적정값은, 산술평균을 계산하기 위해 필요한 데이터의 수(ns; 필수 데이터의 수)와 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 검출 데이터의 수(n) 사이의 관계에 주의하거나 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 데이터의 수(ns)와 동일한 수의 검출 데이터를 얻기 위해 필요한 시간(ns×Tc)과 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 n 검출 데이터를 얻기 위해 필요한 시간(n×Tc) 사이의 관계에 주의함으로써 정확하게 설정될 수 있다.Note that the appropriate value of the control period Tc is a function of the relationship between the number of pieces of data necessary for calculating the arithmetic mean (ns: the number of essential data) and the number of pieces of detection data (n) used for calculating the moving average value (Ns 占 Tc) necessary for obtaining the same number of pieces of detection data as the number of data (ns) necessary for calculating the arithmetic mean value and the time (n 占 Tc) required for obtaining n detection data used for calculating the moving average value ), As shown in FIG.

각 제어기간(Tc)에 전력 변화기간(Tz)에서 변화되는 고주파 전력의 레벨을 검출하고 고주파 전력의 레벨 변화의 k 사이클에 걸친 산술 평균값을 계산할 필요가 있는 데이터의 수(ns; 필수 데이터의 수)는 등식 ns=k×{Tz/|m·Tz-Tc|}(여기서, m은 1 이상의 정수이며 mTz≠Tc)에 의해 얻어질 수 있다.The number of data (ns: the number of necessary data) required to calculate the arithmetic mean value over the k cycles of the level change of the high-frequency power detected in the power change period Tz in each control period Tc ) Can be obtained by the equation ns = k x {Tz / | m? Tz-Tc |}, where m is an integer of 1 or more and mTz? Tc.

출력 제어를 정확하게 수행하기 위해, 고주파 검출부에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값과 참 평균값(산술 평균값) 간의 차이를 되도록 줄일 필요가 있다. 레벨이 전력 변화기간(Tz)에서 변화되는 고주파 레벨의 검출을 통해 n 검출 데이터로부터 고주파 전력의 이동 평균값을 계산하는 경우, 상기 기재된 등식에 의해 계산되는 필수 데이터의 수(ns)가 이동 평균값(n=ns)을 계산하기 위해 사용되는 검출 데이터의 수(n)와 일치하거나 이동 평균값 및 참 평균값 사이의 오류를 줄이기 위해 n과 ns 사이의 차이는 작은 것이 바람직하다. 게다가, 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류를 줄이기 위해, 이동 평균값을 계산하기 위해 필요한 시간(n×Tc)과 ns 검출 데이터를 얻기 위해 필요한 시간(ns×Tc) 사이의 차이는 바람직하다. It is necessary to reduce the difference between the moving average value of the high frequency power detected by the high frequency detecting unit and the true average value (arithmetic average value) so as to accurately perform the output control. When the moving average value of the high frequency power is calculated from the n detection data through the detection of the high frequency level at which the level changes in the power variation period Tz, the number of essential data ns calculated by the above described equation becomes the moving average value n = ns) or the difference between n and ns is preferably small in order to reduce the error between the moving average value and the true average value. In addition, in order to reduce the error between the moving average value and the true average value, a difference between the time (n x Tc) necessary for calculating the moving average value and the time required to obtain ns detection data (ns x Tc) is preferable.

상기 기재된 등식에서 명백히 나타나듯이, 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 정확하게 계산하기 위하여, 고주파 전력의 레벨 변화(전압 변화기간(Tz))의 k 사이클의 파형에 관하여 획득될 필요가 있는 검출 데이터의 수(ns)는 제어기간(Tc)과 전력 변화기간(Tz)의 함수가 되므로, 등식 n×Tc=ns×Tc를 충족시키는 제어기간의 값은 전력 변화기간(Tz)의 값의 변화에 따라 변화된다. 따라서, 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류를 줄이기 위해, 제어기간(Tc)의 값을 전력 변화기간(Tz)의 값에 따른 적정값에 설정할 필요가 있다. 게다가, 제어기간(Tc)은 고주파 전력 생성부의 출력의 평균값을 설정값에 유지하기 위한 출력 제어의 제어 특성에 영향을 미쳐서, 제어기간(Tc)의 값을 출력 제어의 허용가능한 범위 내의 값에 설정할 필요가 있다.As is apparent from the above-described equation, in order to accurately calculate the arithmetic average value of the k-cycle level change of the high-frequency power, it is necessary to obtain about the waveform of the k-cycle of the level change of the high-frequency power (the voltage change period Tz) Since the number ns of detected data is a function of the control period Tc and the power change period Tz, the value of the control period satisfying the equation n x Tc = ns x Tc is the value of the value of the power change period Tz It changes according to the change. Therefore, in order to reduce the error between the moving average value and the true average value, it is necessary to set the value of the control period Tc to an appropriate value according to the value of the power variation period Tz. In addition, the control period Tc affects the control characteristic of the output control for maintaining the average value of the output of the high-frequency power generating unit at the set value, and sets the value of the control period Tc to a value within an allowable range of the output control There is a need.

따라서, 본 발명의 선호되는 양상에서, 제어기간 설정 수단은, n 검출 데이터를 사용하여 계산되는 고주파 전력의 이동 평균값과 고주파 전력의 참 평균값 사이에서 일어나는 오류가 허용가능한 범위 내에서 유지될 수 있는 범위 내의 값인 적정값으로 설정하여, n 검출 데이터를 얻기 위해 필요한 시간은 고주파 전력 생성부를 제어하는데 있어서 허용되는 상한 시간보다 낮거나 동일하게 유지될 수 있다.Therefore, in a preferred aspect of the present invention, the control period setting means sets the range in which the error occurring between the moving average value of the high frequency power calculated using the n detection data and the true average value of the high frequency power can be kept within an allowable range And the time required for obtaining the n detection data can be kept lower or equal to the upper limit time allowed in controlling the high frequency power generating section.

본 발명의 다른 양상에서, 제어기간 설정수단이 전력 변화기간 검출부에 의해 검출되는 전력 변화기간에 따라 제어기간의 적정값을 설정하여, 고주파 전력 검출부는, 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 최근 n 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(n×Tc)을 n 검출 데이터를 사용하여 계산되는 고주파 전력의 이동 평균값과 고주파 전력의 참 평균값 사이에서 발생하는 오류가 허용가능한 범위 내에서 유지될 수 있는 시간에 설정한다.In another aspect of the present invention, the control period setting means sets an appropriate value of the control period in accordance with the power change period detected by the power change period detecting section, and the high frequency power detecting section detects the latest n detection The time (n x Tc) required to obtain the data is set at a time when an error occurring between the moving average value of the high frequency power calculated using the n detection data and the true average value of the high frequency power can be maintained within an allowable range do.

본 발명의 다른 양상에서, 제어기간 설정수단이 제어기간의 적정값을 설정하여, 고주파 전력 검출부가, 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 최근 n 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(n×Tc)과 각 제어기간(Tc)에서 전력 변화기간(Tz)(여기서, m·Tz≠Tc, m은 1 이상의 정수)에 레벨이 변화하는 고주파 전력의 레벨을 검출하여 얻어지는 검출 데이터를 사용하는 고주파 전력의 k사이클(k는 1 이상의 정수)의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 ns 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(ns×Tc) 사이의 시간차

Figure pat00001
T(=Tc×|n-ns|)를 n 검출 데이터를 사용하여 계산된 고주파 전력의 이동 중간값과 고주파 전력의 참 중간값 사이에서 발생하는 오류가 허용가능한 범위 내에 유지될 수 있는 범위에서의 시간차로 설정한다.In another aspect of the present invention, the control period setting means sets an appropriate value of the control period so that the high frequency power detecting section calculates the time (n x Tc) required to obtain the latest n detection data used for calculating the moving average value Frequency power using detection data obtained by detecting the level of the high-frequency power whose level changes in the power transition period Tz (where m 占 z T Tc and m is an integer of 1 or more) in each control period Tc The time difference (ns x Tc) required to obtain the ns detection data necessary for calculating the arithmetic average value of the level change of the cycle (k is an integer of 1 or more)
Figure pat00001
In a range where an error occurring between the moving intermediate value of the high frequency power calculated using the n detection data and the true intermediate value of the high frequency power can be maintained within an allowable range, T (= Tc 占 n n-ns | Time difference is set.

본 발명의 다른 양상에서, 제어기간 설정수단이 제어기간의 적정값을 설정하여, 고주파 전력 검출부가, 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 최근 n 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(n×Tc)과 각 제어기간(Tc)에서 전력 변화기간(Tz)(여기서, Tz≠Tc)에 레벨이 변화하는 고주파 전력의 레벨을 검출하여 얻어지는 검출 데이터를 사용하는 고주파 전력의 k사이클(k는 1 이상의 정수)의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 ns 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(ns×Tc) 사이의 시간차

Figure pat00002
T(=Tc×|n-ns|)를 허용가능한 범위 내에서 유지한다.In another aspect of the present invention, the control period setting means sets an appropriate value of the control period so that the high frequency power detecting section calculates the time (n x Tc) required to obtain the latest n detection data used for calculating the moving average value (K is an integer of 1 or more) of the high frequency power using the detection data obtained by detecting the level of the high frequency power whose level changes in the power change period Tz (here, Tz? Tc) in each control period Tc, (Ns x Tc) required to obtain the ns detection data necessary for calculating the arithmetic mean value of the level change of the level difference
Figure pat00002
T (= Tc x | n-ns |) within an allowable range.

본 발명의 다른 양상에서, 제어기간 설정수단이 제어기간의 적정값을 설정하여, 고주파 전력 검출부가, 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 최근 n 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(n×Tc)과 각 제어기간(Tc)에서 전력 변화기간(Tz)(여기서, Tz≠Tc)에 레벨이 변화하는 고주파 전력의 레벨을 검출하여 얻어지는 검출 데이터를 사용하는 고주파 전력의 k사이클(k는 1 이상의 정수)의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 ns 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(ns×Tc) 사이의 시간차

Figure pat00003
T(=Tc×|n-ns|)를 최소화한다.In another aspect of the present invention, the control period setting means sets an appropriate value of the control period so that the high frequency power detecting section calculates the time (n x Tc) required to obtain the latest n detection data used for calculating the moving average value (K is an integer of 1 or more) of the high frequency power using the detection data obtained by detecting the level of the high frequency power whose level changes in the power change period Tz (here, Tz? Tc) in each control period Tc, (Ns x Tc) required to obtain the ns detection data necessary for calculating the arithmetic mean value of the level change of the level difference
Figure pat00003
T (= Tc x | n-ns |).

제어기간 설정 수단이 구성되고 제어기간의 적정값이 개별 양상에 따라 상기 기재된 바에 따르는 전력 변화기간에 따라 설정될 경우, 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류는 줄어들 수 있다. 따라서, 고주파 전력의 이동 평균값은 참 평균값(true average value)의 위쪽 또는 아래쪽 측면으로 치우치도록 변하여, 출력 제어의 정확도는, 고주파 전력 생성부의 출력에서 발생하는 변동 또는 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 이동 평균값과 참 평균값 사이에서 발생하는 오류의 증가로 인해 악화되는 것이 방지된다.The error between the moving average value and the true average value of the high frequency power detected by the high frequency power detecting section is reduced when the control period setting means is configured and the appropriate value of the control period is set in accordance with the power variation period as described above according to the individual aspect . Therefore, the moving average value of the high-frequency power is shifted to the upper or lower side of the true average value, and the accuracy of the output control is changed by the fluctuation occurring in the output of the high- It is prevented from deteriorating due to an increase in error occurring between the average value and the true average value.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 제어기간 설정수단은, 검출 전력 변화기간과 제어기간 사이의 관계에 주어지는 맵을 사용하여 제어기간의 적정값을 계산하도록 구성된다.According to another aspect of the present invention, the control period setting means is configured to calculate an appropriate value of the control period using a map given to the relationship between the detected power change period and the control period.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 제어기간 설정수단은, 고주파 전력 생성부의 출력 제어에서 제어기간에 의해 취해질 수 있는 값의 범위 내에 제어기간의 적정값을 설정하도록 구성된다.According to another aspect of the present invention, the control period setting unit is configured to set an appropriate value of the control period within a range of values that can be taken by the control period in the output control of the high-frequency power generating unit.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 제어기간 설정수단은, 제어기간의 적정값이 제어기간에 의해 취해질 수 있는 값의 범위에 존재하지 않을 경우, 시간의 경과에 따라 제어기간에 의해 취해질 수 있는 값의 범위 내에서 제어기간을 변경하도록 구성된다.According to another aspect of the present invention, when the appropriate value of the control period does not exist in the range of the value that can be taken by the control period, the control period setting means sets the value of the value that can be taken by the control period And is configured to change the control period within the range.

상기 기재된 대로, 시간의 경과에 따라 설정범위 내에서 제어기간을 변경하여 제어기간의 적정값이 설정범위에 존재하지 않을 경우, 고주파 검출부가 이동 중간값을 계산하기 위해 사용하는 n 검출 데이터가, 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화 파형의 부분의 레벨들만 검출하여 얻어지는 데이터 그룹으로 구성되는 것이 방지될 수 있어서, 이 n 검출 데이터가 예외없이 k 사이클의 레벨 변화 파형의 각 부분의 레벨을 검출하여 얻어지는 검출 데이터가 될 수 있다. 따라서 고주파 전력 검출부에 의해 검출된 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류는 감소할 수 있다.When the control period is changed within the set range as time elapses and the appropriate value of the control period does not exist in the set range as described above, the n-detection data used by the high-frequency detection unit to calculate the moving intermediate value is the high- It is possible to prevent the n-detection data from being composed of a group of data obtained by detecting only the levels of the level change waveform of the k cycles of the power, Lt; / RTI > Therefore, errors between the moving average value and the true average value detected by the high-frequency power detecting unit can be reduced.

본 발명의 다른 양상에 따라, 고주파 전력의 k 사이클(k는 1 이상의 정수)의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 데이터의 수(ns)는 등식ns=k×{Tz/|m·Tz-Tc|}(여기서, m은 1 이상의 정수이며 mTz≠Tc)에 의해 계산된다.According to another aspect of the present invention, the number of data ns necessary for calculating the arithmetic mean value of the level change of the k-cycle (k is an integer of 1 or more) of high-frequency power is given by the equation ns = k x Tz / -Tc |}, where m is an integer equal to or greater than 1 and mTz? Tc.

상기 기재된 대로, 본 발명에 따라, 연속 파형의 고주파 전력을 출력하는 고주파 전력 생성부의 출력단에서 검출되는 고주파 전력에서 발생하는 레벨 변화의 기간이, 다른 고주파 전력 공급 장치에서 부하로 주어지는 고주파 전력의 주기적 레벨 변화를 통해 전력 변화기간으로서 검출되므로, 제어기간의 적정값은 검출된 전력 변화기간에 따라 설정된다. 따라서, 출력 제어를 수행하는 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 이동 평균값이 참 평균값의 위쪽을 향해 치우치는 상태와 이동 평균값이 참 평균값의 낮은 측으로 치우치는 상태의 교호 반복의 발생을 방지하기 위해, 제어기간의 값이 설정되어서, 연속 파형을 갖는 고주파 전력을 출력하는 고주파 전력 생성 장치의 출력에서 변동이 발생되는 것이 방지될 수 있다. 게다가, 본 발명에 따라, 제어기간이, 고주파 전력 검출부에 의해 검출된 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류를 줄이도록 설정될 수 있으므로, 출력 제어의 정확도의 악화는 방지된다.As described above, according to the present invention, the period of the level change occurring in the high-frequency power detected at the output terminal of the high-frequency power generating unit that outputs the high-frequency power of the continuous waveform is the periodic level of the high- And the appropriate value of the control period is set in accordance with the detected power change period. Therefore, in order to prevent occurrence of alternating repetition of a state in which the moving average value detected by the high-frequency power detecting unit performing the output control is shifted toward the upper side of the true average value and a state in which the moving average value is shifted toward the lower side of the true average value, So that fluctuations can be prevented from occurring in the output of the high-frequency power generating apparatus that outputs the high-frequency power having the continuous waveform. Furthermore, according to the present invention, since the control period can be set to reduce the error between the moving average value and the true average value detected by the high-frequency power detecting section, the deterioration of the accuracy of the output control is prevented.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 고주파 전력 공급 장치의 구성을 도식적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는 다른 고주파 전력 공급 장치가 도 1에 도시된 고주파 전력 공급장치에 영향을 주는 상태를 시뮬레이션하기 위해 시뮬레이트 된 신호가 입력되는 상태를 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 1에 도시된 고주파 전력 공급 장치의 고주파 전력 생성부에 설치된 DC 전력 공급부의 구성 예를 도시하는 회로도이다.
도 4는 다른 고주파 전력 공급 장치의 출력의 레벨 변화가 고주파 전력 공급 장치에 영향을 미치는 경우 출력의 평균값에서 발생하는 변동 현상을 설명하기 위해 사용되는 파형도이다.
도 5a 내지 도 5c는 관련 기술에서, 다른 전력 공급 장치로부터 부하에 주어지는 펄스 변조 고주파 전력의 레벨 변화가 고주파 전력 공급 장치에 영향을 미치는 상태를 시뮬레이션하기 위해 시간의 경과에 따라 고주파 전력 공급 장치의 출력 측에 상이한 주파수를 갖는 시뮬레이트된 신호가 입력되는 경우에 관찰되는 출력 레벨의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따라, 다른 전력 공급 장치로부터 부하에 주어지는 펄스 변조 고주파 전력의 레벨 변화가 고주파 전력 공급 장치에 영향을 미치는 상태를 시뮬레이션하기 위해 시간의 경과에 따라 고주파 전력 공급 장치의 출력 측에 상이한 주파수를 갖는 시뮬레이트된 신호가 입력되는 경우에 관찰되는 출력 레벨의 변화를 도시하는 그래프이다.
도 7은 2개의 상이한 출력 주파수와 전압 파형을 갖는 2개의 고주파 전력 공급 장치가 고주파 전력을 플라즈마 부하에 공급하는 상태를 도시하는 블록도이다.
도 8a는 제어의 대상이 되는 고주파 전력 공급 장치로부터 출력되는 고주파 전력의 비변조 파형의 예를 도식적으로 도시한 파형도이며, 도 8b는 고주파 전력 공급 장치에서 부하로 주어지는 고주파 전력의 변조 파형의 예시를 도식적으로 도시한 파형도이다.
1 is a block diagram schematically showing a configuration of a high-frequency power supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a state in which a simulated signal is input to simulate a state in which another high-frequency power supply apparatus affects the high-frequency power supply apparatus shown in Fig.
3 is a circuit diagram showing a configuration example of a DC power supply unit provided in the high-frequency power generation unit of the high-frequency power supply apparatus shown in FIG.
4 is a waveform diagram used for explaining a fluctuation phenomenon occurring in an average value of an output when the level change of the output of another high frequency power supply device affects the high frequency power supply device.
5A to 5C are diagrams for explaining a method for simulating a state in which a level change of a pulse-modulated high-frequency power given to a load from another power supply apparatus affects a high-frequency power supply apparatus, Is a graph showing the change in the output level observed when a simulated signal having a different frequency is input.
6A to 6C are diagrams for explaining a method for simulating a state in which a level change of a pulse-modulated high-frequency power given to a load from another power supply apparatus affects a high-frequency power supply apparatus, according to an embodiment of the present invention, A graph showing the change in the output level observed when a simulated signal having a different frequency is input to the output side of the power supply device.
7 is a block diagram showing a state in which two high-frequency power supply devices having two different output frequencies and voltage waveforms supply high-frequency power to the plasma load.
8A is a waveform diagram schematically showing an example of a non-modulated waveform of high-frequency power output from a high-frequency power supply device to be controlled. FIG. 8B is an example of a modulated waveform of high-frequency power applied to a load in the high- As shown in FIG.

이제, 본 발명의 구체적인 실시예가 동반하는 도면에 따라 명확하게 기재될 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 고주파 전력 공급 장치의 구성을 도식적으로 도시하는 블록도이다. 도면에서, 1은 상용 전력 공급을 나타내고, 2는 상용 전력 공급(1)의 출력 DC 출력으로 전환하고 출력 레벨이 가변적인 DC 전력 공급부를 나타내며, 3은 전력 공급 전압으로서 DC 전력 공급부(2)로부터 얻어지는 DC 전압을 사용하여 부하에 공급되는 고주파 전력의 주파수와 동일 주파수를 갖는 고주파 신호를 증폭하고, 고주파를 출력하는 고주파 전력 증폭부를 나타낸다. DC 전력 공급부(2)와 고주파 전력 증폭부(3)는 부하에 공급될 고주파 전력을 생성하는 고주파 전력 생성부(4)를 구성한다.1 is a block diagram schematically showing a configuration of a high-frequency power supply apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a commercial power supply, reference numeral 2 denotes a DC power supply which is switched to an output DC output of the commercial power supply 1 and whose output level is variable, and reference numeral 3 denotes a power supply voltage from the DC power supply 2 Frequency power amplifier for amplifying a high-frequency signal having the same frequency as the frequency of the high-frequency power supplied to the load using the obtained DC voltage, and outputting a high-frequency signal. The DC power supply unit 2 and the high frequency power amplification unit 3 constitute a high frequency power generation unit 4 that generates high frequency power to be supplied to the load.

도시된 바에 따르면, DC 전력 공급부(2)는 상용 전력 공급(1)에서 얻어진 AC 전압을 정류하는 정류 회로(201), 정류 회로(201)의 출력을 AC 출력으로 변환하는 인버터(202) 및 인버터(202)의 출력을 정류하고 평활하는 정류 및 평활 회로(203)를 포함한다.The DC power supply 2 includes a rectifying circuit 201 for rectifying the AC voltage obtained from the commercial power supply 1, an inverter 202 for converting the output of the rectifying circuit 201 to an AC output, And a rectifying and smoothing circuit (203) for rectifying and smoothing the output of the rectifying circuit (202).

도 3에서 도시된 바에 따르면, 인버터(202)는, 각각 온/오프 제어되게 공통적으로 연결되는 한쪽 단부를 가지는 반도체 스위치 소자(Su, Sv)와 이 스위치 소자(Su, Sv)에 역병렬로 연결되는 리턴 다이오드(Du, Dv)로 구성되는 브리지의 상단(upper stage)과 스위치 소자(Su, Sv)의 다른 단부에 연결된 한쪽 단부와 공통적으로 연결된 다른 단부를 각각 가지는 스위치 소자(Sx, Sy)와 스위치 소자(Sx, Sy)에 역병렬로 연결되는 리턴 다이오드(Dx, Dy)로 구성된 브리지의 하단(lower state)을 가지는 풀 브리지 형 스위치 회로와, 스위치 소자(Su, Sx)의 연결점과 스위치 소자(Sv, Sy)의 연결점에서 유래한 스위치 회로의 AC 출력단(2u, 2v) 사이에 연결된 1차 코일을 가지는 출력 변환기(TR)를 포함한다. 도시된 인버터에서, 입력 단자(2a, 2b)는 스위치 소자(Su, Sv)의 공통 연결점과 스위치 소자(Sx, Sy)의 공통 연결점에서 유래하며, 정류 회로(201)에서 출력된 Dc 전압(Vdc)은 입력 단자 사이에 입력된다.3, the inverter 202 includes semiconductor switch elements Su and Sv having one end connected in common to be on / off controlled, and a semiconductor switching element Su and Sv connected in reverse parallel connection to the switch elements Su and Sv. And switch elements Sx and Sy each having an upper stage connected to the other end connected to the other end of each of the switch elements Su and Sv and another end connected in common to the upper stage composed of the return diodes Du and Dv, A full bridge type switch circuit having a lower state of a bridge composed of a return diode Dx and Dy connected in antiparallel with the switch elements Sx and Sy and a connection point between the switch elements Su and Sx, And an output transformer TR having a primary coil connected between the AC output terminals 2u and 2v of the switch circuit derived from the connection point of the switches Sv and Sy. In the illustrated inverter, the input terminals 2a and 2b are derived from the common connection point of the switch elements Su and Sv and the common connection point of the switch elements Sx and Sy, and the Dc voltage Vdc ) Are input between the input terminals.

도 3에 도시된 인버터(202)는, 각각 사선 위치에 있는 스위치 소자(Su, Sy)와 스위치 소자(Sv, Sx)를 교호로 점등하여 DC 전압(Vdc)을 AC 전압으로 변환한다. 미리 결정된 듀티비로, 동일 인버터의 브릿지의 상단을 구성하는 스위치 소자(Su, Sv)와 브릿지의 하단을 구성하는 스위치 소자(Sx, Sy)의 온/오프를 수행하여 인버터(202)의 출력이 PWM 제어된다. 동작량으로서 이 PWM 제어의 듀티비를 변화시켜, 인버터(202)의 출력은 적절히 변화될 수 있다.The inverter 202 shown in Fig. 3 alternately turns on the switch elements Su and Sy and the switch elements Sv and Sx in the diagonal positions to convert the DC voltage Vdc to the AC voltage. Off of the switch elements Su and Sv constituting the upper end of the bridge of the same inverter and the switch elements Sx and Sy constituting the lower end of the bridge at a predetermined duty ratio so that the output of the inverter 202 becomes the PWM Respectively. By varying the duty ratio of this PWM control as the operation amount, the output of the inverter 202 can be appropriately changed.

정류 및 평활 회로(203)는, 예컨대, 도 3에 도시된 대로, 변환기(TR)의 제 2 측으로부터 얻은 인버터의 AC 출력을 정류하는 정류기(Rec) 및 초크 코일(Lc)을 통해 정류기(Rec)의 출력 단말들 사이에 연결되는 평활 커패시터(smoothing capacitor; Cs)를 포함하고, 평활 커패시터(Cs)의 양 단부에 DC 전압(Vdc)을 출력한다.3, the rectifying and smoothing circuit 203 includes a rectifier Rec that rectifies the AC output of the inverter obtained from the second side of the converter TR and a rectifier Rec that rectifies the AC output of the inverter Tr through the choke coil Lc, A smoothing capacitor Cs connected between the output terminals of the smoothing capacitor Cs and a DC voltage Vdc at both ends of the smoothing capacitor Cs.

고주파 전력 증폭부(3)는 증폭 소자로서 전력 MOSFET나 바이폴라 전력 트랜지스터를 가지는 증폭 회로로 구성된다. 고주파 전력 증폭부(3)는 부하에 공급되는 고주파 전력과 동일한 주파수를 가지는 고주파 신호를 생성하는 고주파 신호 공급원(도시 없음)으로부터 얻은 고주파 신호를 증폭하고, 미리 정해진 주파수를 가지는 고주파 전력을 출력한다. 이 실시예에서, 고주파 전력 증폭부(3)는, 동작량으로서 인버터(202)의 PWM 제어의 듀티비를 변화시키는 것을 통해 DC 전력 공급부(2)의 출력 전압(고주파 전력 증폭부(3)의 전력 공급 전압)을 조절함으로써 고주파 전력 생성부(4)에서 출력된 고주파 전력의 출력값을 변화시킨다.The high-frequency power amplifier 3 is composed of an amplifying circuit having a power MOSFET or a bipolar power transistor as an amplifying element. The high-frequency power amplifying unit 3 amplifies a high-frequency signal obtained from a high-frequency signal supply source (not shown) that generates a high-frequency signal having the same frequency as the high-frequency power supplied to the load, and outputs high-frequency power having a predetermined frequency. In this embodiment, the high-frequency power amplifying section 3 changes the duty ratio of the PWM control of the inverter 202 as the operation amount and changes the output voltage of the DC power supply section 2 (the high- Power supply voltage) to change the output value of the high-frequency power output from the high-frequency power generation section 4. [

고주파 전력 생성부(4)에서 출력된 고주파 전력은, 고주파 전력의 기본 주파수 성분만을 통과하는 저역 통과 필터(도시 없음), 방향성 결합기(5), 임피던스 정합부(6) 및 50인 특성 임피던스를 갖는 전송 선로(transmission line)를 통해 플라즈마 부하와 같은 부하(7)에 공급된다. 임피던스 정합부가 임피더스 정합을 완전히 취하지 못할 때, 방향성 결합기(5)는 고주파 전력 생성부(4)에서 부하(7)로 공급되는 진행파 전력의 한 부분(Pf')과 부하(7)에서 반사되고 되돌아오는 반사파 전력의 한 부분(Pr')을 분기하여 출력한다.The high-frequency power output from the high-frequency power generating section 4 includes a low-pass filter (not shown), a directional coupler 5, an impedance matching section 6, and a characteristic impedance of 50 that pass only the fundamental frequency component of high- And is supplied to a load 7 such as a plasma load through a transmission line. The directional coupler 5 is reflected by the load 7 and a portion Pf 'of the progressive wave power supplied from the high frequency power generating portion 4 to the load 7 when the impedance matching portion does not completely take the impedance matching And a part Pr 'of the returned reflected wave power is branched and outputted.

제어부(8)는 고주파 전력 생성부(4)의 출력을 제어하도록 설치된다. 도시된 제어부(8)는 고주파 전력 검출부(801), 듀티비 계산부(동작량 계산부; 802), 제어 신호 출력부(803) 및 고주파 전력 검출부(801)가 검출 동작을 수행하는 타이밍과 제어 신호 출력부(803)가 제어 신호를 출력하는 타이밍을 제어하는 타이밍 제어기(804)를 포함한다. The control unit 8 is provided to control the output of the high-frequency power generating unit 4. [ The illustrated control unit 8 includes a timing control unit 801 for controlling the timing and the timing of performing the detection operation by the high frequency power detection unit 801, the duty ratio calculation unit (operation amount calculation unit) 802, the control signal output unit 803, and the high frequency power detection unit 801 And a timing controller 804 for controlling the timing at which the signal output unit 803 outputs the control signal.

고주파 전력 검출부(801)는, 각 설정제어기간에 오는 타이밍인 검출 타이밍에서 고주파 전력 생성부(4)의 출력 측에 방향성 결합기(5)의 출력에서 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 레벨을 검출하며, 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값으로서 이렇게 오는 검출 타이밍을 포함하는 최근 n(n은 2 이상의 정수) 검출 타이밍에서 검출되는 n 검출 데이터에서 계산되는 이동 평균값을 얻고, 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값으로부터 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값을 검출한다. 이동 평균값을 계산하기 위해 고주파 전력 검출부(801)가 사용하는 검출 데이터의 수(n)는 2 이상의 정수이며, 이 수는 출력 제어의 제어특성을 먼저 고려하여 적정값으로서 설정된다. 각 제어기간(Tc)에서 검출 데이터를 얻는 경우, n×Tc의 시간은 미리 정해진 수(n)의 검출 데이터를 얻기 위해 필요하다.The high-frequency power detection unit 801 detects the level of the high-frequency power to be detected from the output of the directional coupler 5 at the output side of the high-frequency power generation unit 4 at the detection timing that is the timing to come in each setting control period , A moving average value calculated from n detection data detected at the latest n (n is an integer of 2 or more) detection timing including the detection timing that comes as such as the average value of the high frequency power to be detected is obtained, and the high frequency power The average value of the high-frequency power to be controlled is detected. The number (n) of detection data used by the high-frequency power detection unit 801 to calculate the moving average value is an integer of 2 or more, and this number is set as an appropriate value by first considering the control characteristics of the output control. In the case of obtaining the detection data in each control period Tc, the time of n x Tc is necessary to obtain the predetermined number (n) of detection data.

듀티비 계산부(동작량 계산부; 802)는, 고주파 전력 생성부의 동작량으로서 고주파 전력 생성부로부터 출력된 고주파 전력의 레벨을 결정하기 위한 변수의 크기를 설정하고, 고주파 전력 검출부에 의해 검출되고 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값을 설정값으로 유지하는데 필요한 동작량을 계산한다.The duty ratio calculation unit (operation amount calculation unit) 802 sets the magnitude of a variable for determining the level of the high frequency power output from the high frequency power generation unit as the operation amount of the high frequency power generation unit, and is detected by the high frequency power detection unit And calculates an operation amount necessary to maintain the average value of the high-frequency power to be controlled as the set value.

제어 신호 출력부(803)는, 고주파 전력생성부에 주어진 제어 신호를 각 설정제어기간에 출력하여, 동작량 계산부(802)에 의해 계산되는 동작량으로서 고주파 전력 생성부(4)의 동작량을 취한다.The control signal output section 803 outputs the control signal given to the high frequency electric power generation section in each setting control period and controls the operation amount of the high frequency electric power generation section 4 as the operation amount calculated by the operation amount calculation section 802 Lt; / RTI >

고주파 전력 생성부(4)의 동작량은 가변적이거나 고주파 전력 생성부(4)에서 출력된 고주파 전력의 크기를 결정하는 가변율(variable rate)이 될 수 있다. 고주파 전력 생성부(4)가 DC 전력 공급부(2)와 고주파 전력 증폭부(3)로 구성되는 경우, 고주파 DC 전력 공급부의 출력이나 고주파 전력 증폭부(3)의 이득을 결정하는 가변율은 고주파 전력 생성부의 동작량으로 간주될 수 있다. 예컨대, 이 실시예에서, DC 전력 공급부(2)가 상용 전력 공급의 AC 출력을 DC 출력으로 정류하는 정류 회로(201), 정류 회로(201)의 출력을 AC 출력으로 변환하는 인버터(202), 인버터(202)의 출력을 정류하고 평활하는 정류 및 평활 회로(203)를 포함하며, 인버터(202)의 PWM 제어를 통해 DC 출력 전압을 조절하여 고주파 전력 증폭부(3)의 출력을 조절하도록 구성되는 경우, PWM 제어의 듀티비는 고주파 전력 생성부(4)의 동작량으로서 간주될 수 있다.The operation amount of the high-frequency power generation unit 4 may be variable or variable rate that determines the magnitude of the high-frequency power output from the high-frequency power generation unit 4. [ In the case where the high-frequency power generation section 4 is constituted by the DC power supply section 2 and the high-frequency power amplification section 3, the variable rate which determines the output of the high-frequency DC power supply section and the gain of the high- It can be regarded as an operation amount of the power generation unit. For example, in this embodiment, the DC power supply 2 includes a rectifying circuit 201 for rectifying the AC output of the commercial power supply to a DC output, an inverter 202 for converting the output of the rectifying circuit 201 to an AC output, And a rectifying and smoothing circuit 203 for rectifying and smoothing the output of the inverter 202. The DC output voltage is adjusted through PWM control of the inverter 202 to adjust the output of the high frequency power amplifier 3 The duty ratio of the PWM control can be regarded as the operation amount of the high frequency electric power generating section 4. [

이러한 경우에, 동작량 계산부(802)는 고주파 전력 검출부(801)에 의해 검출되고 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값을 동작량으로서 설정값에 유지시키는데 필요한 인버터의 PWM 제어의 듀티비를 계산하고, 제어 신호 출력부(803)는 계산된 듀티비로 인버터(202)의 PWM 제어를 수행하기 위해 인버터(202; 인버터를 구성하는 스위치 소자를 온/오프하는 신호)에 주어진 제어 신호를 각 설정제어기간에 출력한다.In this case, the operation amount calculation unit 802 calculates the duty ratio of the PWM control of the inverter necessary for maintaining the average value of the high-frequency electric power detected by the high-frequency electric power detection unit 801 as a control target at the set value as the operation amount And the control signal output section 803 outputs a control signal given to the inverter 202 (signal for turning on / off the switching elements constituting the inverter) to perform the PWM control of the inverter 202 at the calculated duty ratio, Period.

이 실시예에서, DC 전력 공급부(2)의 출력 전압을 결정하는 인버터(202)의 PWM 제어의 듀티비는 고주파 전력 생성부의 동작량으로서 고려되며, 진행파 전력(Pf)으로부터 반사파 전력(Pr)을 빼서 얻어진 유효 전력이 제어의 대상이 되는 고주파 전력으로 간주된다. 따라서, 고주파 검출부(801)는 검출의 대상이 되는 반사파 전력(Pr)과 진행파 전력(Pf) 양쪽을 설정하고, 각 제어기간에 개별 전력의 이동 평균값을 검출하며, 진행파(Pf)의 이동 평균값으로부터 반사파 전력의 이동 평균값의 빼기를 통해 제어의 대상이 되는 유효전력의 이동 평균값을 얻는다.In this embodiment, the duty ratio of the PWM control of the inverter 202 for determining the output voltage of the DC power supply 2 is considered as the operation amount of the high-frequency power generating portion, and the reflected wave power Pr from the traveling wave power Pf The obtained effective power is regarded as the high-frequency power to be controlled. Therefore, the high frequency detection unit 801 sets both the reflected wave power Pr and the traveling wave power Pf to be detected, detects the moving average value of the individual power in each control period, and calculates the moving average value of the traveling wave Pf from the moving average value of the traveling wave Pf The moving average value of the active power to be controlled is obtained through subtraction of the moving average value of the reflected wave power.

계산된 듀티량으로 DC 전력 공급부(2)의 인버터(202)의 출력의 PWM 제어를 수행하기 위해, 제어 신호 출력부(803)는, 인버터(202)의 브리지 상단의 스위치 소자(Su, Sv)와 인버터의 브리지 하단의 스위치 소자(Sx, Sy)의 제어 단자에 계산된 듀티비로 인버터(202)의 출력을 단속하기 위한 제어 신호를 제공한다. 따라서, DC 전력 공급부(2)의 출력 전압의 조정을 통하여, 설정값의 동일 평균값을 가지는 고주파 전력은 고주파 전력 증폭부(3)에서 출력된다.The control signal output unit 803 outputs the switch elements Su and Sv at the upper end of the bridge of the inverter 202 in order to perform PWM control of the output of the inverter 202 of the DC power supply unit 2 with the calculated duty amount, And a control terminal for interrupting the output of the inverter 202 with the duty ratio calculated at the control terminal of the switch elements Sx and Sy at the bottom of the bridge of the inverter. Therefore, through adjustment of the output voltage of the DC power supply 2, the high-frequency power having the same average value of the set values is output from the high-frequency power amplifier 3.

고주파 전력 생성부(4)로부터 부하에 주어지는 진행파 전력(Pf)이 제어의 대상이 되는 경우, 고주파 전력 검출부(801)가 반사파 전력(Pr)을 검출할 필요는 없다.When the traveling wave power Pf given to the load from the high-frequency power generating unit 4 is to be controlled, the high-frequency power detecting unit 801 does not need to detect the reflected wave power Pr.

타이밍 제어기(804)는 고주파 전력 검출부(801)가 검출 동작을 수행하는 타이밍과 제어 신호 출력부(803)가 제어 신호를 출력하는 타이밍을 제어한다.The timing controller 804 controls the timing at which the high-frequency power detection unit 801 performs the detection operation and the timing at which the control signal output unit 803 outputs the control signal.

도 7에 도시된 대로, 인버터는 제 1 고주파 전력 공급 장치(A) 및 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)를 설치하고, 고주파 전력 공급 장치에서 플라즈마 부하(C)로 동시에 전력을 공급하기 위한 전력 공급 시스템에 따라 다양한 분석을 수행하여 이하의 사항들을 명시한다.7, the inverter is provided with a first high-frequency power supply device A and a second high-frequency power supply device B, and supplies electric power for simultaneously supplying power to the plasma load C in the high-frequency power supply device Perform various analyzes according to the supply system to specify the following.

(a) 대략 일정한 평균값을 가지는 연속 파형의 고주파 전력이 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)에서 부하(C)로 공급되는 경우, 펄스 파장 등을 통해 고주파 전력의 변조로 인해 레벨이 주기적으로 변하는 고주파 전력이 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)에서 부하(C)로 공급된다면, 진행파 전력과, 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)에서 부하(C)로 주어지는 고주파 전력의 레벨의 주기적 변화로 인해 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 고주파 전력 검출부에서 검출되는 반사파 전력에서 주기적 레벨 변화가 발생한다.(a) When a high-frequency power of a continuous waveform having a substantially constant average value is supplied from the first high-frequency power supply A to the load C, a high frequency power whose level changes periodically due to modulation of high- If the power is supplied to the load C from the second high frequency power supply B, due to the periodic variation of the progressive wave power and the level of the high frequency power given to the load C in the second high frequency power supply B, A periodic level change occurs in the reflected wave power detected by the high-frequency power detection unit of the one high-frequency power supply device A.

(b) 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 출력 제어의 제어기간과 레벨 변화의 기간 사이의 차이가 간소한 차이이고, 고주파 전력의 평균값이 전력 변화 기간(Tz)에서 레벨이 변하는 고주파 전력의 레벨을 각 제어기간(Tc)에 검출함으로써 얻어지는 검출 데이터로부터 계산되는 경우, 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 출력 측으로부터 검출되는 고주파 전력의 1 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값(참 평균값)을 정확하게 계산하기 위해 필요한 검출 데이터의 수(ns)가 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 고주파 전력 검출부에서 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 검출 데이터의 수(n; n은 미리 결정됨)에 비해 훨씬 커져서, 고주파 전력의 레벨 변화의 1 기간의 파형의 일부에 대한 검출 데이터만이 대응하는 고주파 전력 검출부를 통해 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 n 검출 데이터에 포함될 수 있다. 각 제어기간에 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값이 참 평균값의 위쪽으로 치우치는 상태와 이동 평균값이 참 평균값의 아래쪽으로 치우치는 상태는 저 주파수에서 반복된다. (b) the difference between the control period of the output control of the first high-frequency power supply device (A) and the period of the level change is a simple difference, and the average value of the high- (Arithmetic mean value) of the level change of one cycle of the high-frequency power detected from the output side of the first high-frequency power supply device A is calculated from the detection data obtained by detecting the level of the high- The number of detection data ns necessary for accurate calculation is much higher than the number of detection data (n; n is predetermined) used for calculating the moving average value in the high-frequency power detection unit of the first high-frequency power supply A Only the detection data for a part of the waveform of one period of the level change of the high-frequency power is used to calculate the moving average value through the corresponding high- May be included in the n-detection data used. A state in which the moving average value of the high frequency power detected by the high frequency power detecting unit in each control period is shifted upward of the true average value and a state in which the moving average value is shifted downward from the true average value is repeated at a low frequency.

(c) 상기 기재된 대로, 각 제어기간에 제1 고주파 전력 공급부(A)의 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값이 참 평균값의 위쪽으로 치우치는 상태와 이동 평균값이 참 평균값의 아래쪽으로 치우치는 상태가 저 주파수에서 반복될 경우, 저 주파수의 레벨 변화(변동)가 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 고주파 전력 생성부의 출력의 평균값에서 발생한다.(c) As described above, in each control period, a state in which the moving average value of the high-frequency power detected by the high-frequency power detecting unit of the first high-frequency power supply unit A is shifted upward of the true average value and a state in which the moving average value is shifted downward When the state is repeated at a low frequency, the level change (fluctuation) of the low frequency occurs at the average value of the output of the high frequency electric power generating section of the first high frequency electric power supplying device (A).

(d) 상기 기재된 대로, 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)가 부하(C)에 제공하는 고주파 전력의 변조된 주파수가 변하고 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 고주파 전력 생성부의 출력 측에서 검출되는 고주파 전력의 레벨 변화기간이 변하면, 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값 사이의 오류가 커져서, 출력 제어의 정확도가 악화될 수 있다.(d) As described above, the modulated frequency of the high-frequency power supplied to the load C by the second high-frequency power supply device B changes and is detected at the output side of the high- The error between the moving average value of the high-frequency power detected by the high-frequency power detecting unit of the first high-frequency power supply device A becomes large, and the accuracy of the output control may deteriorate.

상기 기재된 사항을 기초로 하여 다양한 실험을 수행한 결과, 발명자는, 제어기간이 전력 제어에 전혀 영향을 미치지 않는 범위에서 제어기간의 적절한 변화를 통해 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 제 1 고주파 전력 생성부의 출력 측으로부터 검출되는 고주파 전력의 주기적 레벨 변화(전력 변화기간)의 기간에 따른 적정값에 설정된다면, 제어기간과 전력 변화기간 사이의 차이가 적정 크기로 설정될 수 있어서, 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값이 참 평균값의 위쪽으로 또는 아래쪽으로 치우치도록 변화되는 현상으로 인해 출력에서 변동이 발생하는 것을 방지하고, 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류가 증가하여 출력 제어의 정확도가 악화되는 것을 방지한다는 것을 발견했다.As a result of carrying out various experiments based on the above-described matters, the inventor has found that the control period can be appropriately changed in accordance with the change in the first high frequency power of the first high frequency power supply device A The difference between the control period and the power variation period can be set to an appropriate value, if it is set to an appropriate value according to the period of the periodic level change (power variation period) of the high-frequency power detected from the output side of the power generation unit, Frequency power detected by the high-frequency power detecting unit is changed such that the moving average value of the high-frequency power detected by the high-frequency power detecting unit is shifted upward or downward from the true average value, It has been found that the error increases and the accuracy of the output control is prevented from deteriorating.

도 7에 도시된 전력 공급 시스템에서, 도 8a에 도시된 대로 그 평균값이 일정한 비변조 연속 전압 파형의 고주파 전력이, 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)로부터 펄스 변조 전압 파형의 고주파 전력이 도 8b에 도시된 대로 공급되는 플라즈마 부하(c)로 동시에 공급된다고 가정된다. 이런 경우에, 도 8b에 도시된 대로, 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)에서 부하(C)에 적용되는 고주파 전압은 "높은" 기간과 "낮은" 기간이 교호로 반복되는 파형을 가지며, "높은" 기간과 "낮은" 기간에서의 고주파 전력의 레벨은 서로 상이하다. 펄스 변조 고주파 전력을 플라즈마 부하와 같은 부하(C)에 공급하는 경우, 부하(C)의 임피던스는 변조 고주파 전력의 레벨 변화에 따라 주기적으로 변화된다. 이것으로 인해, 일정한 평균값을 가지는 비변조 고주파 전력을 생성하는 고주파 전력 공급 장치(A)의 출력단에서 나타나는 부하의 임피던스는 주기적으로 변하고, 고주파 전력 공급 장치(A)의 출력단에서 검출되는 진행파 전력(Pf)과 반사파 전력(Pr)의 레벨은 주기적으로 평균값 이상이나 이하로 변한다. 이런 경우에, 특히, 반사파 전력(Pr)은 상당한 레벨 변화를 보인다.In the power supply system shown in Fig. 7, the high-frequency power of the non-modulated continuous voltage waveform whose average value is constant as shown in Fig. 8A and the high-frequency power of the pulse modulation voltage waveform from the second high- Is supplied at the same time to the plasma load c supplied as shown in Fig. In this case, as shown in FIG. 8B, the high-frequency voltage applied to the load C in the second high-frequency power supply B has alternating waveforms of "high" period and "low" period, Quot; high "period and the" low "period are different from each other. When the pulse-modulated high-frequency power is supplied to the load C such as a plasma load, the impedance of the load C is periodically changed in accordance with the level change of the modulated high-frequency power. As a result, the impedance of the load appearing at the output terminal of the high-frequency power supply device A that generates the non-modulated high-frequency power having a constant average changes periodically, and the progressive wave power Pf detected at the output terminal of the high- And the level of the reflected wave power Pr periodically change to an average value or more. In this case, in particular, the reflected wave power Pr shows a considerable level variation.

제 2 고주파 전력 공급 장치(B)로부터 플라즈마 부하(C)에 주어지는 고주파 전력이 펄스 파형에 의해 변조된다면, 도 8b에 도시되는 대로 제 2 고주파 전력 공급 장치(B)로부터 부하(C)에 적용되는 고주파 전압(V2)은 엔벨로프(envelope)가 직사각형을 형성하는 파형이 된다. 그러나 반응지연 등의 관계로 인하여 실제 고주파 전압의 엔벨로프의 파형은 완전한 직사각형이 되지는 않지만, 사인 파형(sine waveform)에 가까운 파형이 된다. 이러한 영향 하에서, 제 1 고주파 전력 공급 장치(A)의 고주파 전력 생성부(4)의 출력단에서 검출된 반사파 전력(Pr) 및 진행파 전력(Pf)의 전압 레벨(V1)의 변화된 파형은 사인 파형에 가까운 파형이 된다. 따라서, 이 실시예에서, 다른 고주파 전력 공급 장치(B)에서 부하(C)로 주어지는 변조 고주파 전력의 영향으로 인해, 고주파 전력 생성부(4)의 출력단에서 검출되는 반사파 전력(Pr) 및 진행파(Pf)의 레벨이 참 평균값(Po)을 오르내리는 사인 파형의 형태로 변화되는 파형을 형성한다.If the high-frequency power given to the plasma load C from the second high-frequency power supply B is modulated by the pulse waveform, it is applied to the load C from the second high-frequency power supply B as shown in Fig. The high-frequency voltage V2 becomes a waveform in which the envelope forms a rectangle. However, due to the reaction delay, the waveform of the envelope of the actual high-frequency voltage does not become a complete rectangle but becomes a waveform close to a sine waveform. Under this influence, the changed waveform of the voltage level V1 of the reflected wave power Pr and the traveling wave power Pf detected at the output terminal of the high frequency electric power generating section 4 of the first high frequency electric power supplying apparatus A is converted into a sinusoidal waveform It becomes a near waveform. Therefore, in this embodiment, due to the influence of the modulated high-frequency power given to the load C in the other high-frequency power supply device B, the reflected wave power Pr and the traveling wave (Pr) detected at the output terminal of the high- Pf) changes in the form of a sinusoidal waveform rising and falling over the true average value (Po).

상기 기재된 대로, 고주파 전력 검출부(801)는 매 설정제어기간(Tc)에 오는 각 검출 타이밍에 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 레벨을 검출하고, 최근 n 검출 타이밍에서의 n(n은 2 이상의 정수) 검출 데이터로부터 이동 평균값을 얻고, 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값으로서 이동 평균값을 검출한다.As described above, the high-frequency power detecting section 801 detects the level of the high-frequency power to be detected at each detection timing that comes in the set control period Tc, and calculates the n (n is an integer of 2 or more ) The moving average value is obtained from the detection data and the moving average value is detected as the average value of the high frequency power to be detected.

또한, 이 실시예에서 사용되는 고주파 전력 검출부(801)는 위에서 기재된 대로 검출된 진행파 전력(Pf)의 검출된 값으로부터 반사파 전력(Pr)의 평균값을 빼는 것을 통해 제어의 대상이 되는 고주파 전력의 유효 전력의 평균값을 계산하고, 듀티비 계산부(802)에 대한 유효전력의 계산된 평균값을 제공한다.The high-frequency power detecting unit 801 used in this embodiment is configured to subtract the average value of the reflected wave power Pr from the detected value of the detected traveling wave power Pf as described above to determine the validity of the high- Calculates a mean value of the power, and provides a calculated average value of the effective power to the duty ratio calculation section 802. [

듀티비 계산부(802)는 고주파 전력 생성부(4)의 인버터(202)의 PWM 제어의 듀티비를 동작량으로서 계산하여, 제어의 대상이 되고 각 제어 기간(Tc)에 고주파 전력 검출부(801)에 의해 검출되는 고주파 전력의 평균값과 전력 설정값 사이의 편차(deviation)는 제로가 된다. 제어 신호 출력부(803)는 각 제어기간(Tc)에서 고주파 전력 생성부(4)에 제어 신호를 제공하여, 고주파 전력 생성부(4)의 동작량은 듀티비 계산부(802)에 의해 계산되는 동작량이 된다. 따라서, 듀티량 계산부(802)는 제어의 대상이 되는 고주파 전력(이 예시에서, 진행파 전력(Pf)에서 반사파 전력(Pr)을 빼서 얻어지는 유효 전력)의 출력값(개별 제어 기간(Tc) 사이에서 검출되는 복수의 순시값의 평균값)을 유지하기 위한 제어를 수행한다.The duty ratio calculation unit 802 calculates the duty ratio of the PWM control of the inverter 202 of the high frequency power generation unit 4 as the operation amount and controls the high frequency power detection unit 801 The deviation between the average value of the high-frequency power detected by the high-frequency power detector and the power setting value becomes zero. The control signal output section 803 provides a control signal to the high frequency power generation section 4 in each control period Tc so that the operation amount of the high frequency power generation section 4 is calculated by the duty ratio calculation section 802 . Therefore, the duty amount calculation section 802 calculates the duty value of the output value of the high frequency power (the effective power obtained by subtracting the reflected wave power Pr from the progressive wave power Pf in this example) And a mean value of a plurality of instantaneous values to be detected).

발명자는, 방향성 결합기(5)의 진행파 전력(Pf')을 출력하는 출력 포트 및 반사파 전력(Pr')을 출력하는 포트에 의사 신호 생성기(30)를 연결하고, 방향성 결합기(5)에 의해 검출되는 진행파 전력(Pf') 및 반사파 전력(Pr')에, 다른 고주파 전력 공급 장치(B)로부터 부하(C)에 주어지는 고주파 전력의 펄스 변조 파형의 주파수와 동일한 주파수를 가지는 사인 파형의 의사 신호를 중첩(superimposing)하여, 다른 고주파 전력 공급 장치(B)로부터 부하에 펄스 변조 고주파 전력이 공급되는 상태를 시뮬레이션하는 실험을 수행했다. 이러한 실험에서, 제어기간의 미세 변화를 통한 다양한 시험의 결과, 제어기간(Tc) 및 전력 레벨 변화 기간(Tz) 간에 약간의 차이가 있는 경우 고주파 전력 생성부(4)의 출력의 평균값에 변동이 발생했음이 명확해졌다. 이하에서, 검사 결과가 자세히 개시될 것이다.The inventor has connected the pseudo signal generator 30 to an output port for outputting the progressive wave power Pf 'of the directional coupler 5 and a port for outputting the reflected wave power Pr' A pseudo signal of a sinusoidal waveform having a frequency equal to the frequency of the pulse modulated waveform of the high frequency power given to the load C from the other high frequency power supply B is supplied to the progressive wave power Pf 'and the reflected wave power Pr' An experiment was performed to superimpose the pulses and to simulate a state in which the pulse-modulated high-frequency power is supplied from the other high-frequency power supply device B to the load. In this experiment, if there is a slight difference between the control period Tc and the power level change period Tz as a result of various tests through fine changes of the control period, the variation in the average value of the output of the high- It became clear that it happened. Hereinafter, the test results will be described in detail.

도 4에서, 검출의 대상이 되는 고주파 전력(이 실시예에서, 진행파 전력(Pf') 및 반사파 전력(Pr')) 의 레벨은 제어기간(Tc)이 경과할 때마다 오는 각 검출 타이밍에서 검출되고, 가장 최근 검출 데이터를 포함하는 최근 n(n은 2 이상의 정수) 검출 타이밍의 평균값(이동 평균값)은 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 평균값으로서 검출된다. 게다가, 일반적으로, 개별 검출 타이밍에 검출된 검출 데이터는 가장 최근 검출 데이터가 되며, 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 검출 데이터의 수(n)와 이동 값의 계산을 수행하는 사이클의 수(k)가 충분히 크게 설정되는 경우, 바로 전의 검출 타이밍에 검출된 검출 데이터는, 예컨대, 가장 최근 검출 데이터가 될 수 있다.4, the level of the high-frequency power (in this embodiment, the progressive wave power Pf 'and the reflected wave power Pr') to be detected is detected at each detection timing that comes every time the control period Tc elapses And the average value (moving average value) of the latest n (n is an integer of 2 or more) detection timing including the latest detected data is detected as an average value of the high frequency power to be detected. In addition, generally, the detected data detected at the individual detection timing becomes the latest detected data, and the number (n) of detection data used to calculate the moving average value and the number (k) Is set to be sufficiently large, the detection data detected at the immediately preceding detection timing may be, for example, the latest detection data.

여기서, 도 4에 도시된 대로, 제어기간(Tc)이 전력 레벨(Tc와 Tz의 차이는 근소한 차이다)의 변화기간(Tz; 상기 기재된 주파수(f3)의 변조 신호의 기간(T3)과 동일한 기간)보다 약간 더 길게 설정된다고 가정하면, 검출 타이밍은 도 4에 도시된 대로 검출 수가 반복될 때마다 오른쪽으로 조금씩 옮겨져서 각 검출 타이밍에서 고주파 전력 검출부(801)가 검출하는 고주파 전력의 레벨(Px)과 평균값(Po) 간의 차이

Figure pat00004
Px(=Px-Po, x=1, 2, 3,..., 및 n)는 검출 수가 반복될 때마다 평균값의 위쪽을 향해 치우치도록 조금씩 변한다. 이러한 경우에, 1 사이클의 레벨 변화를 감지하기 위해 필요한 검출 데이터의 수(ns)가 상당히 커지므로, 즉, ns>>n이므로, 레벨 변화된 고주파 전력의 평균값을 정확하게 계산하는데 필요한 검출 데이터는 고주파 전력의 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 n 검출 데이터에 포함되지 않는다.Here, as shown in Fig. 4, the control period Tc is a period of change (Tz) of the power level (the difference between Tc and Tz is a slight difference) in the same period as the period T3 of the modulated signal of the above described frequency f3 4, the detection timing is slightly shifted to the right every time the detection number is repeated, so that the level Px of the high-frequency power detected by the high-frequency power detection section 801 at each detection timing is set to be slightly longer than the level And the average value (Po)
Figure pat00004
Px (= Px-Po, x = 1, 2, 3, ..., and n) slightly changes so that the detection number is shifted toward the upper side of the average value each time it is repeated. In this case, since the number of detection data ns necessary for sensing the level change of one cycle is considerably large, that is, ns > n, the detection data necessary for accurately calculating the average value of the level- Is not included in the n-detection data used to calculate the moving average value of the motion vector.

도 4에 도시된 예시에서, 고주파 전력의 이동 평균값이 (P1+P2+...+Pn)로서 주어지고, 검출 데이터(P1, P2....)가 참 평균값(Po)의 위쪽으로 치우치므로, 계산된 이동 평균값(Po')은 평균값(Po)보다 큰 값을 나타낸다. 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 n 검출 데이터를 얻기 위한 단계가 시간의 경과에 따라 도 4에서 오른쪽 방향으로 서서히 이동되기 때문에, 이동 평균값(Po')의 값이 또한 시간의 경과에 따라 변할 수 있다. 값이 특정 포인트로 변경되면, 이동 평균값(Po')은 참 평균값(Po)의 낮은 측을 항해 치우치는 값을 나타낸다.4, the moving average value of the high-frequency power is given as (P1 + P2 + ... + Pn), and the detected data P1, P2 .... are shifted to the upper side of the true average value Po , The calculated moving average value Po 'is larger than the average value Po. The value of the moving average value Po 'may also change with the lapse of time since the step of obtaining the n-detection data used for calculating the moving average value is gradually shifted in the right direction in Fig. 4 as time elapses. When the value is changed to a specific point, the moving average value Po 'represents a value that deviates from the lower side of the true average value Po.

그에 반해서, 제어기간(Tc)이 전력 레벨의 변화기간(Tz)보다 다소 짧은 경우, 각 검출 타이밍에서 고주파 전력 검출부(801)가 검출하는 고주파 전력의 레벨(Px)과 평균값(Po) 간 차이는 검출 수가 반복될 때마다 평균값(Po)의 낮은 측으로 치우치도록 변한다. 이러한 경우에, 고주파 전력의 검출된 평균값(Po')은 참 평균값(Po)보다 적은 값을 나타낸다. 이러한 경우에도, 실제로 검출된 평균값(Po')은 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 페이즈 관계의 변화와 검출 타이밍에 따라 서서히 증가하거나 감소한다.On the other hand, when the control period Tc is somewhat shorter than the power level change period Tz, the difference between the level Px and the average value Po of the high-frequency power detected by the high-frequency power detection unit 801 at each detection timing is And changes to be shifted to the lower side of the average value Po every time the detection number is repeated. In this case, the detected mean value Po 'of the high-frequency power shows a value smaller than the true average value Po. Even in this case, the actually detected average value Po 'gradually increases or decreases in accordance with the change in the phase relationship of the high-frequency power to be detected and the detection timing.

상기 기재된 대로, 제어기간(Tc)와 전력 변화기간(Tz) 간의 차이가 근소하다면, 이동 평균값(Po')의 계산된 값이 참 평균값(Po) 주변에서 서서히 오르내리며 변화되어서, 이동 평균값(Po')을 기초로 하여 제어되는 고주파 전력 생성부(4)의 출력은 출력에서 변동이 일어나게 유도하도록 서서히 변화된다.As described above, if the difference between the control period Tc and the power change period Tz is small, then the calculated value of the moving average value Po 'gradually increases and varies around the true average value Po so that the moving average value Po '), The output of the high-frequency power generating unit 4 is gradually changed so as to induce a fluctuation in the output.

게다가, 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 검출 데이터의 수(n)와 각 제어기간에서의 전력 변화기간(Tz)에서 레벨이 변경되는 고주파 전력의 레벨을 검출하는 경우, 고주파 전력의 산술 평균값을 얻기 위해 사용되는 데이터의 수(ns)와의 차이가 커진다면, 이동 평균값과 참 평균값(Po) 사이의 오류는 커지고, 고주파 전력 생성부(4)의 출력의 평균값을 설정값에 유지하기 위한 출력 제어의 정확도는 악화된다. 일반적으로, 제어기간(Tc)과 m·Tz(m은 1 이상의 정수)사이의 차이가 근소할 경우, 동일한 문제가 발생한다. 따라서, 제어기간(Tc)과 전력 변화기간(m·Tz)간 차이가 근소한 상태를 초래하는 것을 피할 필요가 있다.In addition, in the case of detecting the number of detection data (n) used for calculating the moving average value and the level of the high-frequency power whose level is changed in the power variation period Tz in each control period, in order to obtain the arithmetic average value of the high- The error between the moving average value and the true average value Po becomes large and the accuracy of the output control for maintaining the average value of the output of the high frequency electric power generating section 4 at the set value becomes large if the difference from the number of data used (ns) Lt; / RTI > Generally, the same problem arises when the difference between the control period Tc and m 占 z z (m is an integer of 1 or more) is small. Therefore, it is necessary to avoid that the difference between the control period Tc and the power change period m 占 z z becomes a slight state.

제어기간(Tc)이 변화기간(Tz) 또는 Tc=m·Tz와 동일하다면, 각 제어기간(Tc)에서 고주파 전력 검출부(801)가 검출하는 고주파 전력의 레벨의 이동 평균값(Po')은 대략 일정한 값을 나타내고, 고주파 전력 생성부(4)의 출력에서 어떠한 변동도 발생하지 않는다. 그러나 이러한 경우에, 임의의 검출 타이밍에서 검출되는 레벨이 참 평균값(Po)과 관련한 오류를 가진다면, 다음 검출 타이밍에서 동일한 오류를 포함하는 검출 데이터가 얻어진다. 따라서, 계산된 이동 평균값 또한 오류를 포함하고, 만약 이 오류가 크다면, 고주파 전력 생성부(4)의 출력의 제어 정확도가 떨어진다. 따라서, Tc=m·Tz의 설정을 피할 필요가 있다.If the control period Tc is equal to the change period Tz or Tc = m 占 T z, the moving average value Po 'of the level of the high frequency power detected by the high frequency power detection unit 801 in each control period Tc is approximately And does not cause any fluctuation in the output of the high-frequency power generating section 4. [ However, in this case, if the level detected at an arbitrary detection timing has an error related to the true average value Po, detection data including the same error at the next detection timing is obtained. Therefore, the calculated moving average value also includes an error, and if this error is large, the control accuracy of the output of the high-frequency power generating unit 4 is lowered. Therefore, it is necessary to avoid setting Tc = m 占 T z.

본 발명에 따르면, 상기 기재된 문제 발생을 막기 위하여, 제어기간(Tc)은 제어에 영향을 미치지 않는 범위(제어의 안정도를 해치지 않는 범위)에서 적절하게 변경되며, 제어기간(Tc)이 고주파 전력 생성부(4)의 출력 측에서 검출되는 고주파 전력의 레벨 변화기간(전력 변화기간; Tz)에 관해 적정값에 설정된다. 고주파 전력 생성부(4)의 출력단에서 검출되는 고주파 전력의 참 평균값(Po)이 일정함에도 불구하고, 각 제어기간에서 고주파 전력 검출부(801)가 검출하는 고주파 전력의 이동 평균값(Po')이 참 평균값(Po)의 위쪽 또는 아래쪽으로 치우치는 변화를 나타내는 현상이 방지될 수 있어서, 고주파 전력 생성기(801)가 출력에서 변동이 일어나는 것이 방지된다.According to the present invention, in order to prevent the above-described problem from occurring, the control period Tc is appropriately changed in a range that does not affect the control (the range in which the stability of the control is not hurt), and the control period Tc is the high- (Power change period Tz) of the high-frequency power detected at the output side of the power supply section 4 is set to an appropriate value. Although the moving average value Po 'of the high frequency power detected by the high frequency power detecting unit 801 in each control period is not true even though the true average value Po of the high frequency power detected at the output terminal of the high frequency power generating unit 4 is constant, It is possible to prevent a phenomenon showing a shift that deviates upward or downward from the mean value Po, so that the high-frequency power generator 801 is prevented from fluctuating in the output.

이것으로 인해, 이러한 실시예에서, 전력 변화기간(Tz)으로서 고주파 전력 생성부(4)의 출력 측에서 검출된 반사파 전력(Pr') 및(또는) 진행파 전력(Pf')으로부터 다른 고주파 전력 공급 장치(B)에서 부하(C)로 주어지는 고주파 전력의 레벨의 주기적 변화로 인하여 고주파 전력 생성부(4)의 출력 측에서 검출되는 반사파 전력 및(또는) 진행파 전력의 레벨 변화의 기간을 검출하는 전력 변화기간 검출부(10)와, 전력 변화기간 검출부(10)에 의해 검출된 전력 변화기간(Tz)에 따라 적정값에 제어기간(Tc)을 설정하는 제어기간 설정수단(11)이 설치된다. 타이밍 제어기(804)는, 제어기간 설정 수단(11)에 의해 설정된 기간에 제어 기간(Tc)을 설정하기 위해 고주파 전력 검출부(801)가 고주파 전력을 검출하는 타이밍과 제어 신호 출력부(803)에서 고주파 전력 생성부(4)로 제어 신호가 주어지는 타이밍을 제어한다.As a result, in this embodiment, as the power change period Tz, the high frequency electric power Pf 'from the reflected wave power Pr' detected at the output side of the high frequency electric power generating section 4 and / It is possible to detect the period of the level change of the reflected wave power and / or traveling wave power detected at the output side of the high frequency electric power generating section 4 due to the periodic change of the level of the high frequency electric power given to the load C in the device B A control period setting means 11 for setting a control period Tc to an appropriate value in accordance with the power variation period Tz detected by the power variation period detection unit 10 is provided. The timing controller 804 controls the timing at which the high frequency power detection unit 801 detects the high frequency power and the timing at which the high frequency power is detected at the control signal output unit 803 in order to set the control period Tc in the period set by the control period setting unit 11 And controls the timing at which the control signal is given to the high-frequency power generating section 4. [

게다가, 고주파 전력 공급장치(A)의 출력단에서 검출되는 반사파 전력(Pr) 및 진행파 전력(Pf) 중 하나는, 부하의 임피던스의 변화에 의해 상당히 영향을 받는, 반사파 전력(Pr)이다. 이것으로 인하여, 전력 변화기간 검출부(10)가 방향성 결합기(5)를 통해 주로 검출되는 반사파 전력(Pr')을 기초로 한 레벨 변화의 기간(Tz)를 검출하기 위해 구성되는 것이 바람직하다.In addition, one of the reflected wave power Pr and the traveling wave power Pf detected at the output terminal of the high-frequency power supply device A is the reflected wave power Pr which is heavily influenced by a change in the impedance of the load. Due to this, it is preferable that the power variation period detection unit 10 is configured to detect the period Tz of the level variation based on the reflected wave power Pr 'detected mainly through the directional coupler 5.

이러한 실시예에서, 고주파 전력 생성부(4), 방향성 결합기(5), 제어부(8), 전력 변화기간 검출부(10) 및 제어기간 설정수단(11)이 고주파 전력 공급 장치를 구성한다.In this embodiment, the high-frequency power generation unit 4, the directional coupler 5, the control unit 8, the power variation period detection unit 10, and the control period setting unit 11 constitute a high-frequency power supply unit.

상기 기재된 대로, 제어기간(Tc)의 값이 전력 변화기간(Tz)에 대한 적정 값에 설정된다면, 참 평균값의 높은 측으로 치우치는 값을 검출된 이동 평균값이 나타내는 상태와 이동 평균값이 참 평균값의 낮은 측으로 치우치는 상태의 반복이 발생하는 것을 막기 위해 제어기간의 값이 설정될 수 있으며, 연속 파형(비변조 파형)을 가지는 고주파 전력을 출력하는 고주파 전력 생성 장치(4)의 출력에서 변동이 일어나는 것을 방지할 수 있다. 게다가, 제어기간(Tc)이 이동 평균값(Po')과 참 평균값(Po) 사이의 오류를 줄이도록 설정될 수 있으므로, 출력 제어의 정확도의 악화는 방지될 수 있다.If the value of the control period Tc is set to an appropriate value for the power change period Tz as described above, a value shifted to the higher side of the true average value is determined as a state represented by the detected moving average value, The value of the control period can be set in order to prevent the repetition of the shifting state from occurring, and it is possible to prevent the fluctuation in the output of the high-frequency power generating device 4 that outputs the high-frequency power having the continuous waveform (non-modulated waveform) . In addition, since the control period Tc can be set to reduce the error between the moving average value Po 'and the true average value Po, the deterioration of the accuracy of the output control can be prevented.

상기 기재된 대로, 제어기간(Tc)과 전력 변화기간(Tz) 간 차이가 근소하다면, 고주파 전력 검출부(801)에 의해 검출된 이동 평균값과 참 평균값 사이의 차이가 커져서, 이동 평균값은 참 평균값 주변을 서서히 오르내리며 변화되어 출력에 일어나는 변동이 유발된다. 그러나 제어기간(Tc)과 전력 변화기간(Tx) 사이의 차이가 다소 크게 설정된다면, 이동 평균값은 참 평균값 근처의 형태로 계산될 수 있다. As described above, if the difference between the control period Tc and the power variation period Tz is small, the difference between the moving average value and the true average value detected by the high frequency power detection unit 801 becomes large, It changes slowly and fluctuates and causes fluctuations in the output. However, if the difference between the control period Tc and the power transition period Tx is set somewhat larger, then the moving average value can be calculated in the form of near the true average value.

예시로서, 전력 변화기간(Tz)의 1 기간이 0 내지 100%로 표현되고 제어기간(Tc)이 전력 변화기간(Tz)에 대해 10%씩 연장되는 경우가 고려될 수 있다. 이러한 경우에, 제 1 제어기간에 검출되는 레벨(P1)이 특정 전력 변화기간(Tz)이 10%만큼 초과될 때(제 1 제어기간(Tc)의 종료시간) 검출되는 레벨이다. 게다가, 제 2 제어기간에 검출되는 레벨(P1)은 다음 전력 변화기간(Tz)이 20%만큼 초과 될 때 검출되는 레벨이다. 그러므로 동일한 방식으로, 레벨(P3, ..., P8, P9 및 P10)은 전력 변화기간(Tz)이 30%, ..., 80%, 90% 및 100%만큼 초과 될 때 각각 검출된다. 이러한 경우에, 각 검출 타이밍에 계산되는 전력의 이동 평균값이 참 평균값(Po)에 대한 위쪽 또는 아래쪽의 값을 취할 수 있으므로, 검출된 이동 평균값이 참 평균값(Po) 주변으로 서서히 변하는 상태는 일어나지 않는다. 이러한 경우에, 고주파 전력의 레벨(Px)이 10번 검출된다면, 레벨(Px)이 전력 변화기간(Tz)의 전체 영역에 걸쳐 검출되므로, 각 검출 타이밍에 계산된 고주파 전력의 이동 평균값이 참 평균값(Po)에 접근한다.As an example, it can be considered that one period of the power variation period Tz is represented by 0 to 100% and the control period Tc is extended by 10% with respect to the power variation period Tz. In this case, the level P1 detected in the first control period is a level detected when the specific power transition period Tz is exceeded by 10% (the end time of the first control period Tc). In addition, the level P1 detected in the second control period is a level detected when the next power change period Tz is exceeded by 20%. Therefore, in the same manner, the levels P3, ..., P8, P9 and P10 are detected when the power variation period Tz is exceeded by 30%, ..., 80%, 90% and 100%, respectively. In this case, since the moving average value of the power calculated at each detection timing can take an upper or lower value with respect to the true average value Po, a state in which the detected moving average value gradually changes around the true average value Po does not occur . In this case, if the level Px of the high-frequency power is detected ten times, since the level Px is detected over the entire region of the power variation period Tz, the moving average value of the high- (Po).

반대로, 제어기간(Tc)이 전력 변화기간(Tz)에 대해 10%만큼 짧아지는 경우, 제 1 제어기간에 검출되는 레벨(P1)은 특정 전력 변화기간(Tz)이 90%만큼 초과할 때 검출되는 레벨이다. 게다가, 제 2 제어기간에 검출되는 레벨(P2)은 다음 전력 변화기간(Tz)이 80%만큼 초과될 때 검출되는 레벨이다. 이후에, 동일한 방식으로, 레벨(Px)은 전력 변화기간(Tz)이 70%, ..., 30%, 10% 및 0%만큼 초과 될 때 각각 검출된다. 이러한 경우에, 제어기간(Tc)이 전력 변화기간(Tz)에 대해 10%만큼 연장되는 경우와 동일한 방식으로, 검출된 레벨이 참 평균값(Po) 주위를 오르내리며 변경되는 경우는 발생하지 않는다. 심지어 이러한 경우에도, 검출의 대상이 되는 고주파 전력의 레벨(Px)이 10번 검출된다면, 레벨(Px)은 전력 변화기간(Tz)의 전체 영역을 통해 검출되므로, 고주파 전력의 이동 평균값은 참 평균값(Po)에 접근한다.Conversely, when the control period Tc is shortened by 10% with respect to the power variation period Tz, the level P1 detected in the first control period is detected when the specific power variation period Tz exceeds 90% . In addition, the level P2 detected in the second control period is a level detected when the next power change period Tz is exceeded by 80%. Thereafter, in the same manner, the level Px is detected when the power variation period Tz is exceeded by 70%, ..., 30%, 10% and 0%, respectively. In this case, it does not occur when the detected level rises and falls around the true average value Po in the same manner as when the control period Tc is extended by 10% with respect to the power variation period Tz. Even in such a case, if the level Px of the high-frequency power to be detected is detected ten times, the level Px is detected through the entire region of the power change period Tz, and therefore, the moving average value of the high- (Po).

상기 기재된 대로, 고주파 전력에서 주기적 레벨 변화가 발생하는 경우에도, 제어기간(Tc)과 전력 변화기간(Tz) 간 차이가 다소 증가하는 것을 통해 고주파 전력의 이동 평균값은 참 평균값에 가까워질 수 있다. 따라서, 고주파 전력 생성부(4)의 출력 제어를 수행하는데 있어서 허용가능한 범위 내에서 제어기간(Tc)과 전력 변화기간(Tz) 간의 차이를 증가시키기 위하여 전력 변화기간(Tz)에 따라 제어기간(Tc)의 값을 설정하여, 고주파 전력 생성부(4)의 출력에서 변동이 일어나는 것이 방지되며, 출력 제어의 정확도의 악화가 방지된다. 제어기간(Tc)의 적정값은, 제어기간(Tc)의 적정값과 전력 변화기간(Tz) 간 관계를 주는 제어기간을 계산하는데 사용되는 맵을 사용하여 계산될 수 있다. 이 맵은 실험의 결과에 기반하여 제공될 수 있다.The moving average value of the high frequency power can be made closer to the true average value by slightly increasing the difference between the control period Tc and the power variation period Tz even when a periodic level change occurs in the high frequency power as described above. Therefore, in order to increase the difference between the control period Tc and the power variation period Tz within the allowable range in performing the output control of the high-frequency power generation section 4, Tc) is set so that fluctuations do not occur in the output of the high frequency electric power generating section 4, and deterioration of the accuracy of the output control is prevented. The appropriate value of the control period Tc can be calculated using a map used to calculate the control period giving the relationship between the appropriate value of the control period Tc and the power change period Tz. This map can be provided based on the results of the experiment.

게다가, 이후 기재되는 바에 따르면, 제어기간(Tc)의 적정값은 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 검출 데이터의 수(n; 미리 결정된 수)와 산술 평균값을 정확히 계산하기 위해 필요한 검출 데이터의 수(ns; 필요 데이터의 수) 간의 관계에 집중하거나, 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 n 검출 데이터를 얻기 위해 필요한 시간(n×Tc)과 필요 데이터의 수(ns)와 동일한 수의 검출 데이터를 얻기 위해 필요한 시간(ns×Tc)간의 관계에 집중하여 설정될 수 있다.Further, according to the description hereinafter, the appropriate value of the control period Tc is the number of detection data (n) (predetermined number) used for calculating the moving average value and the number of detection data (n x Tc) required to obtain the n detection data used to calculate the moving average value and the number ns of necessary data (ns) And the time (ns x Tc) required for the operation.

고주파 전력의 레벨이 주기적으로 검출될 때, 고주파 전력의 평균값이 미리 결정된 시간 간격에서 고주파 전력의 레벨의 검출을 통해 검출되는 값으로부터 얻어지는 경우에 산출 평균을 통해 참 평균값을 계산하기 위해, 불규칙성 없이 레벨 변화의 k(k는 1 이상의 정수) 사이클의 전체 변화 파형을 검출하여 얻어지는 검출 데이터의 평균을 취할 필요가 있다. 고주파 전력의 이동 평균값을 계산하는 경우에도, 참 평균값에 가까운 값으로서 이동 평균값을 계산하기 위해, 계산을 위해 사용되는 n 검출 데이터는 불규칙성 없이 검출될 고주파 전력의 레벨 변화의 k 사이클의 파형의 개별 부분의 레벨을 검출하여 얻어지는 데이터일 필요가 있다. 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 n 검출 데이터가 레벨 변화 파형의 한 사이클의 파형의 부분의 검출 데이터만을 포함하는 경우, 임의의 오류가 이동 평균값과 참 평균값 사이에서 발생한다.In order to calculate the true average value through the calculated average when the average value of the high frequency power is obtained from the value detected through the detection of the level of the high frequency power at a predetermined time interval when the level of the high frequency power is periodically detected, It is necessary to take an average of detection data obtained by detecting the entire change waveform of the change k (k is an integer of 1 or more) cycle. In order to calculate the moving average value as a value close to the true average value, the n-detection data used for the calculation is the individual portion of the k-cycle waveform of the level change of the high-frequency power to be detected without irregularity even when calculating the moving average value of the high- It is necessary to be data obtained by detecting the level of the data. If the n detection data used to calculate the moving average value includes only detection data of a portion of the waveform of one cycle of the level change waveform, any error occurs between the moving average value and the true average value.

각 제어기간(Tc)에서 고주파 전력의 레벨의 검출을 통해 고주파 전력의 평균값을 계산하고 이 레벨이 전력변화기간(Tz)에서의 변화인 경우, 산술 평균을 통해 평균값을 계산하는 레벨 변화 파형의 k 사이클의 파형에 대해 얻을 필요가 있는 검출데이터의 수(ns; 필요 데이터의 수)가 이하의 등식에 의해 계산될 수 있다.The average value of the high-frequency power is detected through the detection of the level of the high-frequency power in each control period Tc, and when the level is a change in the power variation period Tz, the average value of the k The number of detection data (ns; the number of required data) that need to be obtained for the waveform of the cycle can be calculated by the following equation.

Ns={Tz/|m·Tz-Tc|}......(1)Ns = {Tz / | m? Tz-Tc |} (1)

여기서, m은 1 이상의 정수이고, 이하의 관계는 Tz과 Tc 사이에서 성립된다고 가정된다.Here, m is an integer of 1 or more, and the following relationship is assumed to be established between Tz and Tc.

mTz≠Tc......(2)mTz? Tc (2)

게다가, 만약 등식(1)의 계산 결과가 정수가 아니라면, 반올림, 클로즈 및 컷오프와 같은 적절한 분수 처리가 수행된다.In addition, if the result of the calculation of equation (1) is not an integer, appropriate fractional processing such as rounding, close, and cutoff is performed.

등식(1)에서, Tc 및 m·Tz사이의 차이가 간소한 차이라면, 분모인 전력 변화기간(Tz)이 m 만큼 곱해지는 이유는 동일한 문제가 일반적으로 일어날 수 있다는 것이다.In equation (1), if the difference between Tc and m 占 z z is a simple difference, then the denominator power variation period Tz is multiplied by m, which is why the same problem can generally occur.

각 제어 기간(Tc)에서 전력 변화기간(Tz)에서 변화되는 고주파 전력의 레벨의 검출을 통해 고주파 전력의 이동 평균값을 계산하는 경우 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류를 줄이기 위해, 등식(1)에 의해 계산되는 필수 데이터의 수(ns)가 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 검출 데이터의 수(n)와 일치하거나(n=ns), n과 ns사이의 차이가 되도록 작은 것이 바람직하다. 게다가, 이동 평균값을 계산하는데 필요한 시간이 n×Tc이고, ns 검출 데이터를 얻는데 필요한 시간이 ns×Tc이기 때문에, 제어기간이 설정되어서 n×Tc=ns×Tc의 등식이 충족되거나, n×Tc과 ns×Tc 사이의 차이가 되도록 작아져서 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류가 감소하는 것이 바람직하다.In calculating the moving average value of the high-frequency power through detection of the level of the high-frequency power varying in the power variation period Tz in each control period Tc, Equation 1 is used to reduce the error between the moving average value and the true average value. It is preferable that the number ns of the necessary data calculated by the moving average value coincides with the number n of detection data used for calculating the moving average value (n = ns) or a difference between n and ns. Furthermore, since the time required to calculate the moving average value is n x Tc and the time required to obtain ns detection data is ns x Tc, the control period is set so that the equation of n x Tc = ns x Tc is satisfied, or n x Tc And ns x Tc so that the error between the moving average value and the true average value is reduced.

ns>n(ns×Tc>n×Tc)가 충족된다면, 불규칙성 없이 고주파 전력의 레벨 변화의 한 사이클에서 파형의 레벨 정보를 검출하여 얻어지는 데이터가 이동 평균값에 사용되는 n 검출 데이터에 포함될 수 있으므로, 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류가 커진다. 게다가, ns<n(ns×Tc<n×Tc)가 충족된다면, 고주파 전력의 평균값을 정확하게 계산하는데 불필요한 데이터는 이동 평균값에 사용되는 n 검출 데이터에 포함된 데이터이다. 따라서, 동일한 방식으로, 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류는 커진다.the data obtained by detecting the level information of the waveform in one cycle of the level change of the high frequency power without irregularity can be included in the n detection data used for the moving average value if ns > ns (ns x Tc > n x Tc) The error between the moving average value and the true average value becomes large. In addition, if ns < n (ns x Tc < n x Tc) is satisfied, the data unnecessary for accurately calculating the average value of the high frequency power is data included in the n detection data used for the moving average value. Thus, in the same way, the error between the moving average value and the true average value becomes large.

등식(1)에서 명백히 드러나는 대로, 고주파 전력의 평균값을 정확하게 계산하기 위해, (전압 변화기간(Tz)에서의) 고주파 전력의 레벨 변화의 한 사이클의 파형에 대해 얻을 필요가 있는 필수 데이터의 수(ns)는 제어기간(Tc)과 전력 변화기간(Tz)의 함수가 되므로, 등식 n×Tc=ns×Tc을 충족하는 제어기간의 값이 전력 화기간(Tz)의 값의 변화에 따라 변한다. 따라서, 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류를 줄이기 위해, 전력 변화기간(Tz)의 값에 따라 제어기간(Tc)의 값을 적정값에 설정할 필요가 있다. 게다가, 제어기간(Tc)은 출력 제어의 제어특징에 영향을 미쳐서 고주파 전력 생성부의 출력의 평균값이 설정값에 유지되도록 하므로, 제어기간(Tc)의 값이 출력 제어의 허용가능한 범위 내의 값에 설정될 필요가 있다.As can be clearly seen in Equation (1), the number of necessary data to be obtained for one cycle of the waveform of the level change of the high-frequency power (in the voltage variation period Tz) in order to accurately calculate the average value of the high- ns is a function of the control period Tc and the power change period Tz so that the value of the control period that satisfies the equation n x Tc = ns x Tc varies with the change of the value of the powering period Tz. Therefore, in order to reduce the error between the moving average value and the true average value, it is necessary to set the value of the control period Tc to an appropriate value according to the value of the power variation period Tz. In addition, the control period Tc influences the control characteristic of the output control so that the average value of the output of the high-frequency power generation unit is maintained at the set value, so that the value of the control period Tc is set to a value within the allowable range of the output control Need to be.

위에서 기재된 사항에서, 제어기간 설정수단(11)은 이하의 사고방식에 의해 제어기간(Tc)을 설정하도록 구성될 수 있다.In the above description, the control period setting means 11 may be configured to set the control period Tc by the following thinking method.

(A) 제어기간 설정수단은, 제어기간의 값을, n 검출 데이터를 사용하여 계산되는 고주파 전력의 이동 평균값과 고주파 전력의 참 평균값 사이에서 일어나는 오류가 허용가능한 범위에서 유지될 수 있고, n 검출 데이터가 얻어질 필요가 있는 시간이 고주파 전력 생성부를 제어하는 데 있어 허용되는 상한 시간보다 낮거나 같게 유지될 수 있는 범위에서의 값인 적정값에 설정한다.(A) The control period setting means may set the value of the control period to a range in which an error occurring between the moving average value of the high frequency power calculated using the n detection data and the true average value of the high frequency power is allowable, The time required for obtaining the data is set to an appropriate value which is a value in a range in which the time to obtain the data can be kept lower than or equal to the upper limit time allowed for controlling the high frequency power generating section.

(B) 제어기간 설정수단은 전력 변화기간 검출부에 의해 검출된 전력 변화기간에 따라 제어기간의 적정값을 설정하여, 고주파 전력 검출부가 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 최근 n 검출 데이터를 얻는데 필요한 시간(n×Tc)을, n 검출 데이터를 사용하여 계산되는 고주파 전력의 이동 평균값과 고주파 전력의 참 평균값 사이에서 발생하는 오류가 허용 가능한 범위 내에 유지될 수 있게 하는 시간으로 설정한다.(B) The control period setting means sets an appropriate value of the control period in accordance with the power change period detected by the power change period detecting unit, and sets the control period to be the time required to obtain the latest n detection data used for calculating the moving average value n x Tc) is set to a time which allows an error occurring between the moving average value of the high frequency power calculated using the n detection data and the true average value of the high frequency power to be kept within an allowable range.

(C) 제어기간 설정 수단이 제어기간의 적정값을 설정하여, 고주파 전력 검출부가 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 최근 n 검출 데이터를 얻는데 필요한 시간(n×Tc)과, 각 제어기간(Tc)에서, 전력 변화 기간(Tz)에서 레벨이 변하는(여기서, Tz≠Tc) 고주파 전력의 레벨을 검출하여 얻어지는 검출 데이터를 사용하여 고주파 전력의 k(k는 1 이상의 정수) 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하는데 필요한 ns 검출 테이터를 얻기 위해 필요한 시간(ns×Tc) 사이의 시간차

Figure pat00005
T(=Tc×|n-ns|)를 n 검출 데이터를 사용하여 계산되는 고주파 전력의 이동 평균값과 고주파 전력의 참 평균값 사이에서 일어나는 오류가 허용가능한 범위 내에 유지되는 범위의 시간차로 설정한다.(C) the control period setting means sets the appropriate value of the control period, and the time (n x Tc) necessary for obtaining the latest n detection data used by the high frequency power detecting section to calculate the moving average value, and , An arithmetic average value of the level change of k (k is an integer of 1 or more) cycle of the high-frequency power using the detection data obtained by detecting the level of the high-frequency power whose level changes in the power change period Tz Time difference (ns x Tc) required to obtain the ns detection data required for calculation
Figure pat00005
T (= Tc 占 n n-ns |) is set to a time difference within a range in which an error occurring between the moving average value of the high frequency power calculated using the n detection data and the true average value of the high frequency power is within an allowable range.

(D) 제어기간 설정수단이 제어기간의 적정값을 설정하여, 고주파 전력 검출부가 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 최근 n 검출 데이터를 얻는데 필요한 시간(n×Tc)과, 각 제어기간(Tc)에서 전력 변화기간(Tz)에서 레벨이 변하는 (여기서, Tz≠Tc) 고주파 전력의 레벨을 검출하여 얻어지는 검출 데이터를 사용하여 고주파 전력의 k(k는 1 이상의 정수) 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하는데 필요한 ns 검출 테이터를 얻기 위해 필요한 시간(ns×Tc) 사이의 시간차

Figure pat00006
T(=Tc×|n-ns|)를 허용가능한 범위에 유지한다.(D) the control period setting means sets the appropriate value of the control period, the time (n x Tc) necessary for obtaining the latest n detection data used by the high frequency power detecting section to calculate the moving average value, Calculating an arithmetic average value of the level change of k (k is an integer of 1 or more) cycle of the high-frequency power using the detection data obtained by detecting the level of the high-frequency power whose level changes in the power change period Tz (here, Tz? Tc) (Ns x Tc) required to obtain the ns detection data necessary for obtaining the ns detection data
Figure pat00006
T (= Tc x | n-ns |) in an allowable range.

(E) 제어기간 설정수단이 제어기간의 적정값을 설정하여, 고주파 전력 검출부가 이동 평균값을 계산하는데 사용되는 최근 n 검출 데이터를 얻는데 필요한 시간(n×Tc)과, 각 제어기간(Tc)에서 전력 변화기간(Tz)에서 레벨이 변하는 (여기서, Tz≠Tc) 고주파 전력의 레벨을 검출하여 얻어지는 검출 데이터를 사용하여 고주파 전력의 k(k는 1 이상의 정수) 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하는데 필요한 ns 검출 테이터를 얻기 위해 필요한 시간(ns×Tc) 사이의 시간차

Figure pat00007
T(=Tc×|n-ns|)를 최소화한다.(E) the control period setting means sets an appropriate value for the control period, and the time (n x Tc) necessary for obtaining the latest n detection data used by the high frequency power detecting section to calculate the moving average value and the time Calculating an arithmetic average value of the level change of k (k is an integer of 1 or more) cycle of the high-frequency power using the detection data obtained by detecting the level of the high-frequency power whose level changes in the power change period Tz (here, Tz? Tc) (Ns x Tc) required to obtain the ns detection data necessary for obtaining the ns detection data
Figure pat00007
T (= Tc x | n-ns |).

상기 양상들에 따르면, 제어기간(Tc)의 적정값이 전력 변화기간(Tz)에 따라 설정될 경우, 고주파 전력 검출부(801)에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값과 참 평균값 간의 오류가 줄어들 수 있다. 따라서, 검출된 고주파 전력의 이동 평균값이 참 평균값의 높거나 낮은 측에 치우치도록 변경되어서, 고주파 전력 생성부의 출력에서 발생하는 변동이나 고주파 전력 검출부에서 검출되는 이동 평균값과 참 평균값 사이에서 발생하는 오류의 증가로 인해 출력 제어의 정확도가 악화하는 것이 방지된다.According to these aspects, when the appropriate value of the control period Tc is set according to the power change period Tz, the error between the moving average value and the true average value of the high frequency power detected by the high frequency power detecting unit 801 can be reduced have. Therefore, the moving average value of the detected high-frequency power is changed to be shifted to the higher or lower side of the true average value, so that the fluctuation occurring in the output of the high-frequency power generating section or the error occurring between the moving average value and the true average value detected by the high- The accuracy of the output control is prevented from deteriorating.

게다가, 제어기간(Tc)의 적정값이 각 검출 타이밍에서 고주파 전력 검출부(801)가 검출하는 고주파 전력의 레벨(Px)과 고주파 전력의 제어에 영향을 미치지 않도록 미리 결정된 범위에서의 고주파 전력의 참 평균값(Po) 간의 차이

Figure pat00008
(Px)의 시간 간격 값의 절대값을 최소화하는 값으로 설정될 수 있다. 여기서, 차이
Figure pat00009
Px의 시간 적분 값은 미리 결정된 시간(T) 동안 검출되는 일련의 검출 데이터(P1, P2, ... 및 Pn)와 고주파 전력의 참 평균값(Po) 간의 차이
Figure pat00010
P1,
Figure pat00011
P2, ...
Figure pat00012
Pn의 총 값이다. 고주파 전력의 검출된 레벨(Px)이 참 평균값(Po)보다 높은지, 낮은지의 여부는 차이의 포지티브 마크 또는 네거티브 마크에 의해 결정되는 방식으로 차이가 계산된다.In addition, when the appropriate value of the control period Tc does not affect the level (Px) of the high-frequency power detected by the high-frequency power detection section 801 and the control of the high-frequency power at each detection timing, The difference between the mean values (Po)
Figure pat00008
May be set to a value that minimizes the absolute value of the time interval value of the time interval Px. Here,
Figure pat00009
The time integral value of Px is a difference between a series of detection data (P1, P2, ..., and Pn) detected during a predetermined time (T) and a true average value Po of high frequency power
Figure pat00010
P1,
Figure pat00011
P2, ...
Figure pat00012
Pn. &Lt; / RTI &gt; The difference is calculated in such a manner that the detected level Px of the high frequency power is higher or lower than the true average value Po by the positive mark or the negative mark of the difference.

제어기간(Tc)이 위에서 기재된 대로 설정될 경우, 고주파 전력 검출부(801)에 의해 검출되는 고주파 전력의 이동 평균값은 다른 고주파 전력 공급 장치(B)에서 부하(C)로 공급되는 고주파 전력의 레벨 변화에 의해 거의 영향받지 않으며, 고주파 전력 생성부(4)의 출력단에서 검출되는 고주파 전력의 참 평균값(Po)과 대략 동일한 것이 된다. 따라서, 고주파 전력 검출부(801)에 의해 검출된 고주파 전력의 이동 평균값이 변동을 유발하기 위해 다른 고주파 전력 공급 장치(B)에서 부하(C)로 공급되는 고주파 전력의 레벨 변화에 의해 영향받는 것으로 제한된다.When the control period Tc is set as described above, the moving average value of the high-frequency power detected by the high-frequency power detecting unit 801 is the level change of the high-frequency power supplied to the load C from the other high- And is substantially the same as the true average value Po of the high-frequency power detected at the output terminal of the high-frequency power generating section 4. [ Therefore, in order for the moving average value of the high-frequency power detected by the high-frequency power detecting unit 801 to fluctuate, it is limited to be influenced by the level change of the high-frequency power supplied from the other high-frequency power supply B to the load C do.

제어기간을 계산하기 위해 맵을 사용하여 고주파 전력의 제어에서 문제를 유발하지 않기 위해, 제어기간 설정수단(11)이 미리 결정된 범위에서의 값을 취하는 제어기간의 적정값을 계산하도록 구성되는 것이 바람직하며, 이러한 맵은 전력 변화기간 검출부(10)에 의해 검출되는 부하 변화기간(Tz)과 제어기간(Tc)의 적정값 간에 관계를 부여한다. 이러한 경우에 사용되는 제어기간을 계산하는 맵은, 다른 고주파 전력 공급 장치에 의해 출력되는 고주파 전력의 개별 변조 주파수에 대해 출력 제어의 제어기간을 다양하게 변화시키면서, 고주파 전력 생성부의 출력의 변화량을 측정하기 위한 실험 결과를 기반으로 하여 제공될 수 있다.It is preferable that the control period setting means 11 is configured to calculate an appropriate value of the control period taking a value in a predetermined range so as not to cause a problem in the control of the high frequency power by using the map to calculate the control period This map gives a relationship between the load change period Tz detected by the power change period detection unit 10 and an appropriate value of the control period Tc. The map for calculating the control period used in this case is a map that measures the change amount of the output of the high frequency power generation section while varying the control period of the output control for the individual modulation frequency of the high frequency power output by the other high frequency power supply device And can be provided based on experimental results.

펄스 변조된 고주파 전력이 다른 고주파 전력 공급 장치에서 부하로 공급되는 상태는, 고주파 전력을 가진 펄스 변조 파형과 동일한 주파수를 가지는 의사 신호를 고주파 전력 생성부(4)의 출력 측에 중첩함으로써 시뮬레이션 될 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 대로, 의사신호 생성기(30)는 방향성 결합기(5)의 진행파 전력(Pf')을 출력하는 출력 포트와 반사파 전력(Pr')을 출력하는 포트에 연결되고, 다른 고주파 전력 공급장치에서 부하로 주어지는 고주파 전력의 펄스 변조된 파형의 주파수와 동일한 주파수를 가지는 의사 신호는 방향성 결합기(5)에 의해 검출되는 반사파 전력(Pr')과 진행파 전력(Pf')과 중첩되어서 시뮬레이션을 수행한다.The state in which the pulse-modulated high-frequency power is supplied to the load from another high-frequency power supply can be simulated by superimposing a pseudo signal having the same frequency as the pulse-modulated waveform with the high-frequency power on the output side of the high- have. 2, the pseudo signal generator 30 is connected to an output port for outputting the progressive wave power Pf 'of the directional coupler 5 and a port for outputting the reflected wave power Pr' A pseudo signal having the same frequency as the frequency of the pulse-modulated waveform of the high-frequency power given to the load from the power supply unit is superposed on the reflected wave power Pr 'detected by the directional coupler 5 and the progressive wave power Pf' .

예시로서, 3.2MHz의 연속 파형의 고주파 전력은 다른 고주파 전력 공급 장치(B)에서 주어진 60MHz의 펄스 변조 고주파 전력으로부터 플라즈마 부하(C)에 공급되는 것이 예로 주어진다. 양방향 결합기(5)에서 출력된 반사파 전력(Pr') 및 진행파 전력(Pf')으로 다른 고주파 전력 공급 장치에서 부하에 주어지는 고주파 전력의 펄스 변조 파형과 동일한 주파수를 가지는 사인 파형의 의사신호의 중첩을 통해 제어 특성을 점검하는 실험이 수행되었다.As an example, the high frequency power of a continuous waveform of 3.2 MHz is supplied to the plasma load C from the pulse-modulated high-frequency power of 60 MHz given in the other high-frequency power supply B, for example. The overlapping of the sinusoidal pseudo signals having the same frequency as the pulse-modulated waveform of the high-frequency power given to the load in the other high-frequency power supply apparatus by the reflected wave power Pr 'and the traveling wave power Pf' output from the bidirectional coupler 5 An experiment was conducted to check the control characteristics through

플라즈마 부하(C)에 플라즈마를 생성하기 위해 다른 고주파 전력 공급장치(B)에서 부하(C)로 공급되는 60MHz의 고주파 전력의 펄스 변조를 수행하는 경우, 펄스 변조 파형의 주파수는, 예컨대, 10kHz 내지 90kHz의 범위에서 변경된다. 이 경우 수행되는 실험에서, 다른 고주파 전력 공급 장치에서 부하에 주어지는 60MHz의 고주파 전력의 펄스변조 파형의 주파수가 10kHz, 40kHz 및 70kHz로 설정된다는 가정하에, 이러한 주파수를 가지는 의사 신호는 의사신호 생성기(30)로부터 진행파 전력(Pf')을 출력하는 포트 및 반사파 전력(Pr')을 출력하는 포트에 주입되고, DC 전력 공급부(2)의 인버터(202)의 출력이 PWM 제어되었을 때 최대 50%만큼 듀티비를 변경함으로써 고주파 전력 생성부(4)에서 출력되는 고주파 전력의 레벨을 설정 값에 유지하도록 제어가 수행된다. When performing pulse modulation of high-frequency power of 60 MHz supplied from the other high-frequency power supply B to the load C to generate plasma at the plasma load C, the frequency of the pulse-modulated waveform is, for example, 90 kHz. In an experiment performed in this case, a pseudo signal having such a frequency is supplied to the pseudo-signal generator 30 (30), assuming that the frequencies of the pulse-modulated waveform of the high-frequency power of 60 MHz given to the load in other high-frequency power supply devices are set to 10 kHz, 40 kHz and 70 kHz And the output of the inverter 202 of the DC power supply unit 2 is PWM-controlled, the duty of the DC power supply unit 2 is increased by 50% The control is performed so as to maintain the level of the high-frequency power output from the high-frequency power generating section 4 at the set value.

상기 기재된 실험에서, 의사 신호의 주파수가 10kHz, 40kHz 및 70kHz인 경우에 측정되는 고주파 전력 생성부(4)의 출력 레벨의 일시적 변화가 도 5a 내지 도 5b에서 도시된다. 도면에서, 수직축은 전력값[W]을, 수평축은 시간[msec]을 나타낸다. 도면에서 명확히 드러난 대로, 관련 기술에서의 고주파 전력 공급 장치에서, 펄스 변조 고주파 전력이 다른 고주파 전력 공급 장치에서 부하로 공급된다면, 이것은 펄스 변조 파형에 의해 영향받고 그것의 출력 레벨은 저 주파수에서 변동한다.In the experiments described above, temporal changes in the output level of the high-frequency power generating section 4, which are measured when the frequencies of the pseudo signals are 10 kHz, 40 kHz, and 70 kHz, are shown in Figs. 5A to 5B. In the figure, the vertical axis represents the power value [W] and the horizontal axis represents the time [msec]. As is clearly shown in the drawing, in a high-frequency power supply in the related art, if the pulse-modulated high-frequency power is supplied to the load from another high-frequency power supply, this is affected by the pulse-modulated waveform and its output level fluctuates at a low frequency .

본 발명의 실시예에서, 허용가능한 범위의 전력 레벨의 전력 변화기간(Tz)에 따라 충분히 길게 제어기간(Tc)을 설정하여 상기와 동일한 실험이 수행되었고, 고주파 전력 생성부(4)의 출력 측에서 검출된 고주파 전력의 레벨 변화가 고주파 전력 검출부(801)에 의해 검출된 경우 각 제어기간(Tc)에서 검출되는 고주파 전력의 레벨(Px; 순시값)과 참 평균값(Po) 사이의 차이는 참 평균값(Po)의 위쪽 또는 아래쪽에 치우치지 않았다. 의사 신호의 주파수가 10kHz, 40kHz 및 70kHz로 설정된 경우에 보여지는 고주파 전력 생성부(4)의 출력 레벨의 일시적 변화는 도 6a 내지 도 6c에서 도시된다.In the embodiment of the present invention, the same experiment as described above was performed by setting the control period Tc to be sufficiently long according to the power change period Tz of the allowable range of the power level, and the output of the high frequency power generating section 4 The difference between the level (Px (instantaneous value) and the true average value Po of the high-frequency power detected in each control period Tc when the level change of the high-frequency power detected by the high-frequency power detecting section 801 is detected by the high- But did not deviate to the upper or lower side of the average value Po. A temporal change in the output level of the high-frequency power generating section 4 shown when the frequency of the pseudo signal is set to 10 kHz, 40 kHz, and 70 kHz is shown in Figs. 6A to 6C.

이러한 결과에서 명백히 드러나는 대로, 본 발명에 따르면, 펄스 파형 등에 의해 변조되는 고주파 전력은 다른 고주파 전력 공급 장치에서 부하로 공급되더라도, 고주파 전력 생성부(4)에서 출력되는 고주파 전력의 평균값은 변조 파형의 레벨 변화에 의해 영향받지 않고 일정하게 유지될 수 있으며, 다른 고주파 전력 공급 장치(B)로부터 부하(C)에 주어지는 고주파 전력의 레벨 변화의 영향하에, 출력의 평균값에서 저 주파수 변동이 일어나는 것이 방지된다.As apparent from these results, according to the present invention, even if the high-frequency power modulated by the pulse waveform or the like is supplied to the load from another high-frequency power supply device, the average value of the high-frequency power output from the high- Frequency fluctuation in the average value of the output is prevented from occurring under the influence of the level change of the high-frequency power given to the load C from the other high-frequency power supply device B .

제어기간(Tc)의 적정값이 제어를 위해 허용가능한 범위에 존재하지 않을 경우, 제어기간 설정수단(11)은 시간의 경과에 따라 설정범위 내에서 제어기간(Tc)을 변경하도록 구성되어서, 다른 고주파 전력 공급 장치(B)의 출력의 변화로 인한 출력변화는 제한될 수 있다.When the appropriate value of the control period Tc does not exist in an allowable range for control, the control period setting means 11 is configured to change the control period Tc within the set range with the lapse of time, The output change due to the change of the output of the high-frequency power supply B can be restricted.

제어기간의 적정값이 설정범위에 존재하지 않는 경우에 시간의 경과에 따라 설정범위 내에서 변경되는 제어기간을 형성함으로써, 고주파 전력을 검출하는 페이즈는 고주파 전력 검출부(801)에 의해 적절하게 변경되고, 고주파 전력 검출부(801)가 이동 평균값을 계산하기 위해 사용하는 n 검출 데이터가 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화 파형의 특정 부분의 레벨만을 검출함으로써 얻어지는 데이터 그룹으로 구성되는 것이 방지된다. 따라서, 고주파 전력 검출부에 의해 검출되는 이동 평균값과 참 평균값 사이의 오류는 감소될 수 있다.When a proper value of the control period does not exist in the set range, a control period that is changed within the set range with the lapse of time is formed, whereby the phase for detecting the high-frequency power is appropriately changed by the high-frequency power detection unit 801 , The n-detection data used by the high-frequency power detection unit 801 to calculate the moving average value is prevented from being composed of a data group obtained by detecting only the level of a specific portion of the k-cycle level change waveform of the high-frequency power. Therefore, the error between the moving average value and the true average value detected by the high-frequency power detecting section can be reduced.

상기 기재된 실시예에서, 고주파 전력 생성부(9)로부터 출력된 고주파 전력의 레벨을 설정값으로 유지하기 위한 제어가 DC 전력 공급부(2)의 출력 전압의 제어를 통해 수행된다. 그러나 고주파 전력 생성부(9)로부터 출력된 고주파 전력의 레벨을 설정값으로 유지하기 위한 제어가 DC 전력 공급부(2)의 출력 전압을 일정하게 유지한 채 고주파 전력 증폭부(3)의 제어를 통해 수행되는 경우에도, 예컨대, 고주파 전력 생성부(9)로부터 출력된 고주파 전력의 레벨을 설정값으로 유지하기 위한 제어가 동작량 고주파 전력 증폭부(3)의 이익을 고려하여 수행되는 경우에도, 본 발명이 적용될 수 있다. 게다가, 주파수 커멘드 및 진폭 커멘드에 의해 커멘딩 되는 대로 동일한 주파수와 진폭을 가지는 고주파 신호를 생성하는 DDS(직접 디지털 합성기)와 DDS의 출력을 증폭시키는 증폭기를 가지는 고주파 전력 생성부(4)를 구성하는 경우, 고주파 전력 생성부(4)의 출력은 동작량으로서 DDS에 주어지는 진폭 커멘드를 고려하여 제어될 수 있다.In the embodiment described above, the control for maintaining the level of the high-frequency power output from the high-frequency power generation section 9 at the set value is performed through the control of the output voltage of the DC power supply section 2. [ However, the control for maintaining the level of the high-frequency power output from the high-frequency power generating section 9 at the set value is performed by controlling the high-frequency power amplifying section 3 while maintaining the output voltage of the DC power supplying section 2 constant Even when the control for maintaining the level of the high-frequency power output from the high-frequency power generating section 9 at the set value is performed in consideration of the benefit of the operation amount high-frequency power amplifying section 3, The invention can be applied. In addition, a high-frequency power generating unit 4 having a DDS (direct digital synthesizer) for generating a high-frequency signal having the same frequency and amplitude as that commanded by the frequency command and amplitude command and an amplifier for amplifying the output of the DDS The output of the high frequency power generating section 4 can be controlled in consideration of the amplitude command given to the DDS as the operation amount.

상기 기재된 설명에서, 주기적 레벨 변화를 가지는 고주파 전력이 다른 고주파 전력 공급 장치(B)에서 부하로 공급되는 상태를 시뮬레이션하기 위해, 방향성 결합기(5)의 진행파 전력(Pf')을 출력하는 출력 포트와 반사파 전력(Pr')을 출력하는 포트 양방에 의사 신호가 주어진다. 그러나 의사 신호는 방향성 결합기(5)의 진행파 전력(Pf')을 출력하는 출력 포트와 반사파 전력(Pr')을 출력하는 포트 중 임의의 하나에 주어질 수 있고, 예컨대, 반사파 전력(Pr')을 출력하는 포트에만 주어질 수 있다.In the above description, in order to simulate the state in which the high-frequency power having the periodic level change is supplied from the other high-frequency power supply B to the load, an output port for outputting the progressive wave power Pf 'of the directional coupler 5 A pseudo signal is given to both the ports for outputting the reflected wave power Pr '. However, the pseudo signal can be given to any one of an output port for outputting the progressive wave power Pf 'of the directional coupler 5 and a port for outputting the reflected wave power Pr', and for example, the reflected wave power Pr ' It can only be given to the output port.

상기 기재된 실시예에서, 제어부(8)에 의해 제어될 고주파 전력(진행파 전력 또는 유효 전력)의 평균값을 설정값에 유지하기 위한 제어만이 수행된다. 그러나 본 발명은, 전력 증폭부를 구성하는 반도체 장치를 보호하기 위한 허용가능한 상한 값 아래로 진행파 전력 및 반사파 전력의 총 값을 제한하는 제어, 전력 증폭부(3)에서 발생하는 손실을 최소화하기 위해 DC 전력 공급부(2)의 출력에 대한 손실 축소 제어 등과 같은 다른 제어에 적용될 수 있다.In the embodiment described above, only the control for maintaining the average value of the high-frequency power (traveling wave power or active power) to be controlled by the control unit 8 at the set value is performed. However, the present invention is not limited to the control for restricting the total value of the traveling wave power and the reflected wave power below an allowable upper limit value for protecting the semiconductor device constituting the power amplifying part, Reduction control for the output of the power supply 2, and the like.

Claims (12)

고주파 전력 공급 장치로서,
부하에 공급될 고주파 전력을 출력하도록 구성되는 고주파 전력 생성부; 및
상기 고주파 전력 생성부의 출력 측에서 제어의 대상이 되는 상기 고주파 전력의 평균값을 검출하고 상기 고주파 전력의 검출된 평균값을 설정값으로 유지하기 위해 상기 고주파 전력 생성부를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는,
검출 타이밍으로서 각 제어기간(Tc)에 오는 타이밍에서 제어의 대상이 되는 상기 고주파 전력을 얻기 위해, 검출의 대상이 될 필요가 있는 상기 고주파 전력의 레벨의 검출 데이터를 얻고, 최근 n(n은 2 이상의 정수) 검출 타이밍에서 얻어진 n 검출 데이터로부터 검출의 대상이 되는 상기 고주파 전력의 이동 평균값을 얻으며, 검출의 대상이 되는 상기 고주파 전력의 평균값으로서 상기 이동 평균값을 설정하여 제어의 대상이 되는 상기 고주파 전력의 평균값을 검출하도록 구성되는 고주파 전력 검출부;
상기 고주파 전력 생성부의 동작량으로서 상기 고주파 전력 생성부에서 출력된 상기 고주파 전력의 레벨을 결정하기 위한 변수의 크기를 설정하고 상기 고주파 전력 검출부에 의해 검출되고 제어의 대상이 되는 상기 고주파 전력의 평균값을 상기 설정값으로 유지하기 위해 필요한 상기 동작량을 계산하도록 구성되는 동작량 계산부; 및
상기 고주파 전력 생성부의 상기 동작량을 상기 동작량 계산부에 의해 계산된 상기 동작량으로 설정하기 위해 각 제어기간에 상기 고주파 전력 생성부에 주어지는 제어 신호를 출력하도록 구성되는 제어 신호 출력부를 포함하고,
상기 고주파 전력 공급 장치는,
전력 변화기간(Tz)으로서 다른 고주파 전력 공급 장치로부터 부하에 주어지는 고주파 전력 레벨의 주기적 변화로 인해 상기 고주파 전력 생성부의 출력 측에서 검출되는 상기 고주파 전력의 레벨 변화기간을 검출하도록 구성되는 전력 변화기간 검출부; 및
상기 전력 변화기간 검출부에 의해 검출되는 상기 전력 변화기간(Tz)에 따라 상기 제어기간(Tc)을 적정값으로 설정하도록 구성되는 제어기간 설정부를 더 포함하는, 고주파 전력 공급 장치.
As a high-frequency power supply device,
A high frequency electric power generating unit configured to output a high frequency electric power to be supplied to the load; And
And a control unit configured to detect an average value of the high frequency power to be controlled at the output side of the high frequency power generation unit and to control the high frequency power generation unit to maintain the detected average value of the high frequency power at a set value,
Wherein,
In order to obtain the high frequency power to be controlled at the timing coming into each control period (Tc) as the detection timing, the detection data of the level of the high frequency power which needs to be the detection target is obtained, And the moving average value is set as an average value of the high-frequency power to be detected, thereby obtaining the high-frequency power to be the object of the control A high frequency electric power detection unit configured to detect an average value of the electric power;
And a control unit that sets a magnitude of a variable for determining the level of the high frequency power output from the high frequency power generation unit as an operation amount of the high frequency power generation unit and sets the average value of the high frequency power detected by the high frequency power detection unit, An operation amount calculation unit configured to calculate the operation amount necessary to maintain the set value; And
And a control signal output unit configured to output a control signal given to the high frequency power generation unit in each control period so as to set the operation amount of the high frequency power generation unit to the operation amount calculated by the operation amount calculation unit,
The high-frequency power supply device includes:
And a power variation period detection unit configured to detect a level variation period of the high frequency power detected at the output side of the high frequency power generation unit due to a periodic change in the high frequency power level given to the load from another high frequency power supply unit as the power variation period Tz, ; And
And a control period setting unit configured to set the control period (Tc) to an appropriate value in accordance with the power variation period (Tz) detected by the power variation period detection unit.
청구항 1에 있어서, 상기 제어기간 설정부는, n 검출 데이터를 사용하여 계산되는 상기 고주파 전력의 이동 평균값과 상기 고주파 전력의 참 평균값 사이에서 발생하는 오류가 허용가능한 범위 내에 유지될 수 있고, 상기 n 검출 데이터를 얻기 위해 필요한 시간이 상기 고주파 전력 생성부를 제어하는데 있어서 허용되는 상한 시간 이하로 유지될 수 있는 범위 내의 값으로 상기 제어기간의 적정값을 설정하는, 고주파 전력 공급 장치.The control method according to claim 1, wherein the control period setting unit is configured to allow the error occurring between the moving average value of the high frequency power calculated using the n detection data and the true average value of the high frequency power to be kept within an allowable range, And sets an appropriate value of the control period to a value within a range in which a time required for obtaining data can be maintained to be equal to or lower than an upper limit time allowed in controlling the high-frequency power generating unit. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기간 설정부는, 상기 전력 변화기간 검출부에 의해 검출된 상기 전력 변화기간에 따라 상기 제어기간의 적정값을 설정하여, 상기 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 상기 최근 n 검출 데이터를 상기 고주파 전력 검출부가 얻기 위해 요구되는 시간(n×Tc)을, 상기 n 검출 데이터를 사용하여 계산되는 상기 고주파 전력의 이동 평균값과 상기 고주파 전력의 참 평균값 사이에서 발생되는 오류가 허용가능한 범위 내에서 유지될 수 있는 시간으로 설정하는, 고주파 전력 공급 장치.The control method according to claim 1, wherein the control period setting unit sets an appropriate value of the control period in accordance with the power change period detected by the power change period detecting unit and outputs the latest n detection data (N x Tc) required for obtaining the high-frequency power detection section is set to be within a range in which an error generated between a moving average value of the high-frequency power calculated using the n detection data and a true average value of the high- To a time that can be maintained in the high-frequency power supply. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기간 설정부는 상기 제어기간의 적정값을 설정하여, 상기 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 상기 최근 n 검출 데이터를 상기 고주파 전력 검출부가 얻기 위해 요구되는 시간(n×Tc)과 상기 전력 변화기간(Tz)에서 레벨이 변화하는 상기 고주파 전력의 레벨을 상기 각 제어기간(Tc)에 검출하여 얻어지는 상기 검출 데이터를 사용하여 상기 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 ns 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(ns×Tc) 사이의 시간차
Figure pat00013
T(=Tc×|n-ns|)를, 상기 n 검출 데이터를 사용하여 계산된 상기 고주파 전력의 이동 평균값과 상기 고주파 전력의 참 평균값 사이에서 발생하는 오류가 허용가능한 범위 내에 유지될 수 있는 범위에서의 시간차로 설정하며, 여기서 k는 1 이상의 정수이고, m·Tz≠Tc이며, m은 1 이상의 정수인, 고주파 전력 공급 장치.
The control method according to claim 1, wherein the control period setting unit sets an appropriate value of the control period to calculate the latest n detection data used for calculating the moving average value from the time (n x Tc) required for obtaining the high- And an arithmetic average value of the level change of the k-cycle of the high-frequency power by using the detection data obtained by detecting the level of the high-frequency power whose level changes in the power change period (Tz) in each control period (Tc) (Ns x Tc) required to obtain the ns detection data necessary for obtaining the ns detection data
Figure pat00013
(Tc = | n-ns |) is set such that an error occurring between a moving average value of the high frequency power calculated using the n detection data and a true average value of the high frequency power can be maintained within an allowable range Wherein k is an integer equal to or greater than 1, m? Tz? Tc, and m is an integer equal to or greater than 1.
청구항 4에 있어서, 상기 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 상기 검출 데이터의 수(ns)는 등식 ns=k×{Tz/|m·Tz-Tc|}에 의해 계산되는, 고주파 전력 공급장치.5. The method of claim 4, wherein the number (ns) of detection data required for calculating an arithmetic mean value of the level change of the k-cycle of the high-frequency power is calculated by the equation ns = k x Tz / m Tz-Tc | Frequency power supply. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기간 설정부는 상기 제어기간의 적정값을 설정하여, 상기 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 상기 최근 n 검출 데이터를 상기 고주파 전력 검출부가 얻기 위해 요구되는 시간(n×Tc)과 상기 전력 변화기간(Tz)에서 레벨이 변화하는 상기 고주파 전력의 레벨을 상기 각 제어기간(Tc)에 검출하여 얻어지는 상기 검출 데이터를 사용하여 상기 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 ns 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(ns×Tc) 사이의 시간차
Figure pat00014
T(=Tc×|n-ns|)를 허용가능한 범위 내에 유지하며, 여기서 k는 1 이상의 정수이고, m·Tz≠Tc이며, m은 1 이상의 정수인, 고주파 전력 공급 장치.
The control method according to claim 1, wherein the control period setting unit sets an appropriate value of the control period to calculate the latest n detection data used for calculating the moving average value from the time (n x Tc) required for obtaining the high- And an arithmetic average value of the level change of the k-cycle of the high-frequency power by using the detection data obtained by detecting the level of the high-frequency power whose level changes in the power change period (Tz) in each control period (Tc) (Ns x Tc) required to obtain the ns detection data necessary for obtaining the ns detection data
Figure pat00014
Wherein T is equal to or greater than 1, m? Tz? Tc, and m is an integer greater than or equal to 1, wherein T (= Tc x | n-ns |) is within an allowable range.
청구항 6에 있어서, 상기 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 상기 검출 데이터의 수(ns)는 등식 ns=k×{Tz/|m·Tz-Tc|}에 의해 계산되는, 고주파 전력 공급 장치.7. The method of claim 6, wherein the number of detection data ns required to calculate an arithmetic mean value of the level change of the k-cycle of the high-frequency power is calculated by the equation ns = k x Tz / m Tz-Tc | Frequency power supply. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기간 설정부는 상기 제어기간의 적정값을 설정하여, 상기 이동 평균값을 계산하기 위해 사용되는 상기 최근 n 검출 데이터를 상기 고주파 전력 검출부가 얻기 위해 요구되는 시간(n×Tc)과 상기 전력 변화기간(Tz)에서 레벨이 변화하는 상기 고주파 전력의 레벨을 상기 각 제어기간(Tc)에 검출하여 얻어지는 상기 검출 데이터를 사용하여 상기 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 ns 검출 데이터를 얻기 위해 요구되는 시간(ns×Tc) 사이의 시간차
Figure pat00015
T(=Tc×|n-ns|)를 허용가능한 범위 내에서 최소화하며, 여기서 k는 1 이상의 정수이고, m·Tz≠Tc이며, m은 1 이상의 정수인, 고주파 전력 공급 장치.
The control method according to claim 1, wherein the control period setting unit sets an appropriate value of the control period to calculate the latest n detection data used for calculating the moving average value from the time (n x Tc) required for obtaining the high- And an arithmetic average value of the level change of the k-cycle of the high-frequency power by using the detection data obtained by detecting the level of the high-frequency power whose level changes in the power change period (Tz) in each control period (Tc) (Ns x Tc) required to obtain the ns detection data necessary for obtaining the ns detection data
Figure pat00015
Wherein T is an integer equal to or greater than 1, m? Tz? Tc, and m is an integer equal to or greater than 1, wherein T (= Tc x | n-ns |) is minimized within an allowable range.
청구항 8에 있어서, 상기 고주파 전력의 k 사이클의 레벨 변화의 산술 평균값을 계산하기 위해 필요한 상기 검출 데이터의 수(ns)는 등식 ns=k×{Tz/|m·Tz-Tc|}에 의해 계산되는, 고주파 전력 공급 장치.9. The method of claim 8, wherein the number of detection data ns required to calculate an arithmetic mean value of the level change of the k-cycle of the high-frequency power is calculated by the equation ns = k x Tz / m Tz-Tc | Frequency power supply. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기간 설정부는, 상기 검출된 전력 변화기간과 상기 제어기간 사이의 관계를 제공하는 맵을 사용하여 상기 제어기간의 적정값을 계산하도록 구성되는, 고주파 전력 공급 장치.The high-frequency power supply apparatus according to claim 1, wherein the control period setting unit is configured to calculate an appropriate value of the control period using a map that provides a relationship between the detected power change period and the control period. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기간 설정부는, 상기 고주파 전력 생성부의 출력 제어 시에 제어기간에 의해 취해질 수 있는 값의 범위 내에서 상기 제어기간의 적정값을 설정하도록 구성되는, 고주파 전력 공급 장치.The high-frequency power supply device according to claim 1, wherein the control period setting unit is configured to set an appropriate value of the control period within a range of values that can be taken by the control period during output control of the high-frequency power generating unit. 청구항 1에 있어서, 상기 제어기간 설정부는, 상기 제어기간의 적정값이 상기 제어기간에 의해 취해질 수 있는 값의 범위 내에 존재하지 않을 경우 시간의 경과에 따라 상기 제어기간에 의해 취해질 수 있는 값의 범위 내에서 상기 제어기간을 변화시키도록 구성되는, 고주파 전력 공급 장치.The control method according to claim 1, wherein the control period setting unit sets a range of values that can be taken by the control period as time elapses when an appropriate value of the control period is not within a range of values that can be taken by the control period Wherein the control unit is configured to change the control period within the control period.
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